Επιστήμονες τροποποίησαν το βακτήριο E. coli ώστε να τρέφεται με...

Σύμφωνα με μια νέα αδημοσίευση στο Cell, επιστήμονες ανέπτυξαν στο εργαστήριο ένα στέλεχος του βακτηρίου E. coli (Escherichia coli) που τρέφεται με διοξείδιο του άνθρακα
αντί για σάκχαρα ή άλλα οργανικά μόρια.

Πρόκειται για ένα πραγματικό επίτευγμα σύμφωνα με τους επιστήμονες, καθώς κατάφεραν να μεταβάλλουν δραστικά την εσωτερική λειτουργία ενός οργανισμού-μοντέλου στο πεδίο της Βιολογίας. Το βακτηρίδιο E. Coli –που ζει στο ανθρώπινο έντερο- παρά τα όσα άσχημα που του αποδίδονται, έχει ήδη χρησιμοποιηθεί για να κάνει διάφορα χρήσιμα πράγματα. Πριν από αρκετά χρόνια, οι ερευνητές κατόρθωσαν να αποθηκεύσουν κρυπτογραφημένα δεδομένα στους μικροοργανισμούς, ενώ κατάφεραν να αναπτύξουν ακόμα και «υπολογιστές» με βάση το βακτήριο E.Coli.

Τα φυτά, και τα φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια –μικρόβια στο νερό που παράγουν οξυγόνο- χρησιμοποιούν την ενέργεια από το φως για την μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα στα οργανικά δομικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένου του DNA, των πρωτεϊνών και των λιπών. Όμως αυτοί οι μικροοργανισμοί, είναι ιδιαίτερα δύσκολο να τροποποιηθούν γενετικά, γεγονός που έχει επιβραδύνει τις οποίες προσπάθειες μετατροπής τους σε βιολογικά εργοστάσια. Αντιθέτως, το E. Coli επιτρέπει την εύκολη γενετική τροποποίηση του και η γρήγορη καλλιέργεια του έχει ως αποτέλεσμα οι όποιες δοκιμές και μετατροπές για την βελτιστοποίηση των γενετικών τροποποιήσεων του να γίνονται με ταχείς ρυθμούς. Όπως εξηγείται στο άρθρο του Nature, το βακτήριο E. coli συνήθως προτιμά τα σάκχαρα (γλυκόζη) ή άλλα οργανικά μόρια, και αντί να καταναλώνει CO2, το εκπέμπει ως απόβλητα.

Ο Ron Milo από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann στο Rehovot, στο Ισραήλ, και η ομάδα του εργάζονται την τελευταία δεκαετία για να τροποποιήσουν τη δίαιτα του E. coli. Το 2016, η ομάδα ανακοίνωσε ότι δημιούργησε ένα στέλεχος που κατανάλωνε CO2, όμως η κατανάλωση αφορούσε ένα μικρό μέρος της «διατροφής» του από οργανικά μόρια – που κατά το μεγαλύτερο μέρος της ήταν το πυροσταφυλικό οξύ.

Όμως το στέλεχος που δημιουργήθηκε στο εργαστήριο από τους Ισραηλινούς επιστήμονες, τροποποιήθηκε κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να τρέφεται αποκλειστικά με διοξείδιο του άνθρακα. Στην ουσία, τροποποίησαν γενετικά το βακτήριο E.coli ώστε να το καταστήσουν έναν «αυτότροφο» οργανισμό, που παράγει ο ίδιος τα οργανικά δομικά συστατικά για τον μεταβολισμό του, χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη το CO2. Βεβαίως, χρειάζεται ακόμα να γίνουν πολλά, αφού ακόμα και σε ιδανικές συνθήκες στο εργαστήριο, το βακτήριο συνεχίζει να δείχνει προτίμηση σε σάκχαρα και δεν αναπτύσσεται/ πολλαπλασιάζεται όταν η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα είναι μικρή στην ατμόσφαιρα όπως συμβαίνει στην φύση. Όμως οι επιστήμονες βρίσκονται πολύ κοντά στο να ξεπεράσουν τα όποια εμπόδια υπάρχουν. Με πρόσθετες τροποποιήσεις, το βακτήριο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μελλοντικά για τη δημιουργία βιοκαυσίμων ή ακόμα και τροφής με χαμηλότερο αποτύπωμα εκπομπών από τις σημερινές συμβατικές μεθόδους παραγωγής και ενδεχομένως θα μπορούσε να χρησιμεύσει για την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, κάτι που βεβαίως θα ήταν εξαιρετικό λαμβάνοντας υπόψη τα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε σήμερα.