דיאטה למען הפלנטה

מניעת סוכר מחיידקים עשויה לסייע למלחמה בהתחממות הגלובלית

english

דיווחים

תאריך: 3 דצמבר, 2019
מקור: 
Weizmann homepage

גמילה מסוכר טובה לא רק לבני אדם, היא טובה גם לכדור הארץ. חוקרים במכון ויצמן למדע הראו שכאשר גומלים חיידקים מסוכר, הם יכולים לצרוך במקומו פחמן דו-חמצני (CO2). מכיוון שריכוזים גבוהים של CO2 באטמוספרה מגבירים את אפקט החממה ומניעים את שינויי האקלים, אלה חדשות טובות בהחלט.

את המחקר, אשר פורסם לאחרונה בכתב העת Cell, הובילו פרופ' רון מילוא מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה וד"ר שמואל גלייזר, פוסט-דוקטורנט במעבדה.

החוקרים הצליחו ליצור זנים של החיידק אי קולי (Escherichia coli) הצורך CO2 ולא סוכר. השינוי המטבולי הזה אינו ממצא מעבדתי מעניין בלבד; הוא יוצר פלטפורמה ניסויית מהפכנית שבעתיד עשויה לעזור לקהילה המדעית לפתור בעיות יסודיות הקשורות בחקלאות מקיימת, בייצור דלקים ביולוגיים "ירוקים" ובהתחממות הגלובלית הנגרמת מפליטות CO2 בתעשייה.

לחיידק ה-E. coli תפקיד חשוב בביוטכנולוגיה, וכשפרופ' מילוא וצוותו יצרו זן שלו הבונה את הביומסה שלו תוך צריכה של CO2 בלבד, הם פתחו פתח לשימוש בחיידקים מהונדסים בתהליכים להפיכת פסולת למקורות אנרגיה הקולטים CO2 מהאטמוספרה והם ניטרליים מבחינת פליטות הפחמן. תהליכים כאלה יכולים לצמצם את התלות שלנו בדלק מאובנים (פחם, נפט וגז טבעי). פלטפורמה זו עשויה לשמש גם חוקרי צמחים שמנסים להבין ולשפר את הבסיס המולקולרי של ייצור המזון במטרה לפתח אסטרטגיות חדשות להגדלת היבול החקלאי.

פרופ' רון מילוא

 

"מכונות אכילה" של CO2

תהליך היצירה של "מכונות האכילה" החיידקיות הללו של CO2 התחיל ביישום טכניקות גנטיות שאפשרו לחוקרים לייצר זני E. coli שהתבטאו בהם אנזימים לא אופייניים. זנים אלה גם הצליחו לקבל אנרגיה מחומר זמין בשם formate, שאפשר להפיק אותו מחשמל ואוויר. אבל זה עדיין לא הספיק, כי חילוף החומרים של חיידק ה-E. coli מתוכנת באופן טבעי לצרוך תרכובות אורגניות כגון סוכר, ולא CO2 שהוא גז לא אורגני.

כדי לגמול את החיידקים מהתזונה האורגנית המסורתית שלהם ולהרגיל אותם לצרוך CO2, פרופ' מילוא וצוותו התחילו תהליך של אבולוציה במעבדה: הם הזינו אוכלוסיות חיידקים בכמויות הולכות וקטנות של סוכר ואילצו אותם להסתגל. בסופו של דבר, הברירה הטבעית הצליחה לעשות את הקסם: אוכלוסיות החיידקים ששינו את הרגלי התזונה שלהן בצורה היעילה ביותר, אלה שקלטו CO2 והעמידו צאצאים, הן האוכלוסיות ששרדו.

"המחקר מתאר בפעם הראשונה שינוי מוצלח בצורת הגידול של חיידקים לצורת גידול שבדרך כלל משויכת לצמחים: קליטת CO2 מהאטמוספרה לצורך יצירת ביומסה", אומר ד"ר גלייזר. "זה היה הימור מרחיק לכת, ושמחנו מאד וגם הופתענו ממספרם הקטן של השינויים הגנטיים שנדרשו לכך".

 

Prof. Ron Milo is the Head of the Mary and Tom Beck - Canadian Center for Alternative Energy Research. His research is supported by the Zuckerman STEM Leadership Program; the Larson Charitable Foundation New Scientist Fund; the Ullmann Family Foundation; Dana and Yossie Hollander; and the European Research Council. Prof. Milo is the incumbent of the Charles and Louise Gartner Professorial Chair