Цианобактерии произведут топливо и ценные химикаты из солнечного света

«Исследователи хотят, чтобы эта технология заменила ископаемые ресурсы»

Цианобактерии практически не нуждаются в питательных веществах, а преобразуют энергию солнечного света. Купальщики знакомы с этими микроорганизмами, и часто неправильно их называют «сине-зелеными водорослями», так как видят их в воде.

Группа исследователей из Технологического института Карлсруэ (KIT) обнаружила, что многоклеточный вид бактерий Phormidium lacuna можно генетически модифицировать с помощью естественной трансформации, чтобы они производили этанол или водород. Исследование опубликовано в научном онлайн-журнале PLOS ONE [1].

Во время трансформации клетка модифицируется, когда в нее добавляется генетический материал (ДНК). С помощью этого процесса, который часто встречается в природе, можно придать клетке некоторые специфические свойства.

«Естественная трансформация означает, что ДНК поглощается клетками без каких-либо дополнительных средств». Процедура проста: она протекает без сопряжения с другой клеткой и без электрического прокалывания, чтобы стенка ячейки стала проницаемой.

Поскольку естественная трансформация до сих пор успешно проходила только у одноклеточных цианобактерий, предполагалось, что это было исключительной особенностью одноклеточных видов.

Выводы исследовательской группы KIT показали, что естественная способность поглощать внеклеточную ДНК встречается у цианобактерий чаще, чем считалось ранее. В своей научной публикации они впервые продемонстрировали, как гены переносятся в многоклеточном организме рода нитчатых цианобактерий Phormidium lacuna с помощью естественной трансформации.

Заменить ископаемые ресурсы

Чтобы произошла естественная трансформация клетки, она должна находиться в физиологическом состоянии, в котором клетка-реципиент активно транспортирует ДНК в цитоплазму.

Ученые выделили несколько штаммов этого вида из Северного и Средиземного морей и определили последовательность генома одного из них. Они изменили геном Phormidium lacuna.

Метод открывает широкие возможности, чтобы проводить фундаментальные исследования и применять их на практике. Возможно в будущем цианобактерии будут производить этанол, водород или лактат, и другие биопродукты.

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234440