أضواء على الأبحاث

بكتيريا مُوفِّرة تتغذى على ثاني أكسيد الكربون

  • Published online:

Martin Oeggerli/SPL

من المعلوم أن النباتات، والطحالب، وما إليهما من الكائنات التي تعتمد في غذائها على عملية التمثيل الضوئي، تستمد الكربون اللازم لإتمام هذه العملية من غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي. وفي هذه العملية، يقوم إنزيم "روبيسكو" Rubisco بدور العامل الحفَّاز، غير أنه لا يعمل بكفاءة عند مستويات ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي. ولذا، فإن كائنات عديدة من تلك التي تعتمد على التمثيل الضوئي تستعين بآليات تركيز ثاني أكسيد الكربون، لرفع مستوياته على مقرُبة من هذا الإنزيم، من أجل تحسين كفاءته.

كان الباحثان ديفيد سافاج –من جامعة كاليفورنيا في مدينة بيركلي- ورون ميلو –من معهد وايزمان للعلوم في مدينة رحوفوت في إسرائيل- وزملاؤهما قد عمدوا في وقت سابق إلى إجراء تعديل جيني على بكتيريا الإشريكية القولونية Escherichia coli (موضحة في الصورة)، بحيث تستطيع أن تعيش على غاز ثاني أُكسيد الكربون، عوضًا عن نظامها الغذائي المُفضَّل، المُؤلَّف من السكريات وغيرها من الجزيئات العضوية. لكنَّ الباحثين لاحظوا أنَّ هذه البكتيريا، التي تعتمد على إنزيم "روبيسكو"، لم تستطع النموَّ إلا عند مستويات مرتفعة -ارتفاعًا مُصطنعًا- من ثاني أكسيد الكربون.

وبهدف تحسين هذه السلالة، أضاف الباحثون مجموعة جينيَّة مُكونة من 20 جينًا، تتولى تشفير آلية تركيز ثاني أكسيد الكربون في بكتيريا Halothiobacillus neapolitanus. وتستطيع سلالة بكتيريا الإشريكية القولونية الناتجة من هذه العملية العيش عند مستويات ثاني أكسيد الكربون الجوي.

ويقول الباحثون إن بكتيريا الإشريكية القولونية تتميز بسهولة إجراء تعديلاتٍ عليها، والتحكم فيها معمليًّا، ومن ثم يمكن الاعتماد عليها كمنصّة اختبار لفهم أنواع أخرى من الجينات المسؤولة عن تركيز ثاني أكسيد الكربون.

 (eLife 9, e59882 (2020