Forskere har lavet en genetisk kortlægning af en stamme af interessante bakterier, der kan spise CO2 og omdanne det til noget, som er interessant for mennesker. Måske kan bakterierne bruges til at lave plastik, medicin og fødevarer, samtidig med at de trækker CO2 ud af atmosfæren, siger forsker.
En interessant stamme af bakterier ved navn Cupriavidus necator har fanget flere forskeres interesse, fordi bakterierne er i stand til at spise CO2 og i processen måske producere noget, der er interessant for os mennesker.
Det betyder, at bakterierne faktisk rummer potentialet til at lave plastik, biobrændstof, fødevarer eller sågar medicin, samtidig med at de trækker CO2 ud af atmosfæren og derigennem bidrager positivt til det globale klimaregnskab.
I årtier stod de nærmest glemt i en kælder på et tysk laboratorium. Nu har forskerne støvet dem af og kortlagt hele deres arvemateriale.
Kortlægningen afslører, at enkelte af bakterierne har egenskaber, som kan gøre dem til små klimavenlige fabrikker.
“I fremtiden er vi nødsaget til at finde nye produktionsmetoder til at lave alt fra kemikalier til fødevarer, og i den sammenhæng er bakterier interessante. Når det kommer til disse bakterier, er de særligt interessante, fordi de ud over at kunne manipuleres til at kunne producere industrielt interessante produkter også optager CO2 i samme ombæring. Det er lovende for en klimavenlig form for produktion,” fortæller en af forskerne bag studiet, seniorforsker Stefano Donati fra Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability ved Danmarks Tekniske Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Microbial Biotechnology.
Fra kælderlaboratorium til klimahåb
C. necator blev første gang opdaget i Tyskland i 1960’erne.
Bakterien vakte dengang forskernes interesse, fordi den både kan optage CO₂ og bruge brint som brændstof til at drive hele den kemiske proces.
Planter kan også optage CO2, det hedder fotosyntese, men som energikilde benytter planter Solens lys. Bakterien trækker sin energi fra kemien.
Netop fordi bakterien får energien til at omdanne CO2 til potentielt set interessante produkter fra hydrogen, åbner det op for muligheder for at dyrke den i tanke.
Omvendt er det svært at forestille sig at dyrke bakterier, som kræver sollys, i store industrielle tanke. Det kan man til gengæld godt, hvis det blot krævet, at man forsyner tankene med hydrogen.
“Kan vi industrielt udnytte bakterien, vil det betyde, at vi kan lave alle disse interessante produkter med et netto negativt forbrug af CO2. Det har fremtidsperspektiver,” forklarer Stefano Donati.
44 bakteriestammer afslører skjulte styrker
Nuvel, C. necator er ikke bare én stamme af bakterier.
Der findes faktisk flere forskellige stammer, som forskere enten har fundet i naturen eller udviklet i laboratoriet.
Udfordringen har været, at forskere aldrig før har haft et samlet overblik over de genetiske forskelle mellem stammerne – og derfor heller ikke har vidst, hvilke der var mest interessante.
Det er netop det, som forskerne nu har gjort.
I forskningsarbejdet indsamlede Stefano Donati og hans kolleger først alle de tilgængelig genetiske oplysninger, som de kunne finde om bakterierne online.
Derefter lavede de en fuld genetisk aflæsning af bakteriestammerne, som var blevet sendt fra Tyskland.
Til sidst gennemgik de genomer fra i alt 44 stammer, men efter en grundig gennemgang stod kun 22 tilbage som ægte C. necator. Det var disse, forskerne kunne kortlægge evnerne hos – og forskellene mellem.
“Vores interesse er at finde ud af, hvordan de forskellige stammer af bakterier kan udnyttes. For at kunne det må vi først helt i dybden med deres gener – og det er netop, hvad vi gør i dette studie. Det føltes næsten som at grave efter fossiler – bare i bakterier,” siger han.
Kun få kan lave energi af brint
Studiet viser, at der faktisk blot var tale om 22 forskellige stammer af C. necator.
Nogle stammer, som oprindeligt kom fra Tyskland, Japan og USA, var så ens, at der ikke var tale om forskellige stammer, men om én stamme. Det betyder også, at de oprindeligt kom fra den samme kilde.
Til gengæld var der også større forskelle på nogle af stammerne, end forskerne havde troet.
Den største forskel var, at kun ganske få stammer havde et fuldt sæt gener til at bruge brint som energikilde til at omdanne CO₂. De fleste manglede dele af det genetiske maskineri.
Alligevel havde alle bakteriestammerne evnen til at omdanne CO2.
“Det ændrer hele vores billede af bakterien. Nogle kan bruge brint til at omdanne CO₂ – men langt fra alle. Det får stor betydning for, hvordan vi skal arbejde med dem fremover,” siger Stefano Donati.
Forskerne kunne også se, at alle stammerne kan lave polymerer til bioplastik, men tre skilte sig særligt ud: ATCC 25207, TA06 og 1978. De har forskellige genetiske særtræk, der gør dem til lovende kandidater for fremtidig industriel brug.
“Ved at aflæse generne kan vi finde frem til, hvilke stammer der er bedst egnede. Studiet giver os et overblik over, hvad de her bakterier kan, og hvilke af dem der er bedst til det. Det baner vejen for yderligere forskning. Vi er selv i færd med at undersøge, hvilke af bakterierne der vil være bedst egnet til industrielle formål,” siger Stefano Donati.
