Teadlaste avastus võimaldab kolibakteri mitmel rindel meie heaks tööle panna

 (4)
Teadlaste avastus võimaldab kolibakteri mitmel rindel meie heaks tööle panna
KolibakterKujutis: Janice Carr/CDC via AP

Iisraeli teadlased suutsid panna laborites katseteks väga tihti kasutatava kolibakteri süsihappegaasi õgima. See ei ole aga uue lahenduse ainus rakendus.

Teadlaste sõnul on lisaks sellele, et bakter õhust kahjulikke kasvuhoonegaase sööb, saab need panna seejuures orgaanilisi süsinikumolekule tootma. Nendest saaks näiteks toota biokütuseid või isegi toitu. "See on nagu ainevahetusele mõjuv südameimplantaat," kommenteeris avastust Nature'ile projektis ise mitte osalenud Max Plancki Instituudi biokeemik Tobias Erb.

Kuigi teoreetiliselt saaks samamoodi muuta erinevate orgaaniliste molekulide tootmiseks ka taimi või tsüanobaktereid, on nende geneetiline muundamine oluliselt keerukam. Kolibakteri muundamine on aga lihtne ning selle kiire paljunemise tõttu on võimalik muutusi ka kohe hinnata, parandada ning optimeerida.

10 aastat tööd viis tulemuseni

Iisraelis asuva Weizmanni teadusinstituudi bioloog Ron Milo ongi ühes oma meeskonnaga selle kallal juba üle 10 aasta töötanud. Eesmärgiks ongi olnud tavatingimustes CO2 eritav bakter seda hoopis õgima panna. Esimese läbimurdeni jõuti 2016. aastal kui jõuti osalise süsihappegaasi tarbimiseni, ülejäänud toitumise moodustas toona orgaaniline aine.

Nüüd aga on jõutud sellise vormini, mis on võimeline ainult süsihappegaasist toituma. Selleks siirdati bakterile fotosünteesivatelt eluvormidelt pärit geen, mis võimaldab süsihappegaasist hapnikku toota. Kui taimed ja tsüanobakterid kasutavad süsihappegaasi energiaks muundamiseks valgust, siis kolibakterite puhul ei peetud seda mõttekaks ning sellele siirdati geen, mis võimaldaks lisaenergia ammutamist orgaanilistest molekulidest.

Seotud lood:

Vaatamata sellele ei soovinud bakter esialgu uut toitu sugugi omaks võtta ning tarbis jätkuvalt suhkruid nagu tavapäraselt. Selleks tegeleti intensiivselt veel bakterikultuuri arendamisega terve aasta jooksul. Bakteritele anti väga väikeses koguses suhkrut ja tohutul hulgal süsihappegaasi, lootuses, et bakteritel areneb välja mutatsioon, mis nendele tingimustele vastaks. Umbes 200 päeva möödudes hakkasidki esimesed süsihappegaasi toiduks kasutavad bakterid tekkima.

Paari aasta pärast võime oodata suuri muutusi

Samas ei ole süsihappegaasi õgivad bakterid veel näiteks meie atmosfääritingimustes kasutatavad ning seda mitmel põhjusel. Esiteks ei oleks need võimelised lihtsalt selliste atmosfääritingimustega ellu jääma - minimaalselt sobiks neile selline atmosfäär, kus süsihappegaasi sisaldus on umbes 10 protsenti. Samuti eelistaks need võimalusel süsihappegaasi asemel jätkuvalt suhkruid ning meie atmosfääritingimustes ilma nendest saadava lisaenergiata hakkama ei saakski.

Tulevikus on Milol ja tema kaaslastel plaanis aga seda muuta, uurides bakterites toimunud geenimuutusi. Kolibakter arenes süsihappegaasi sööma vaid 11 geenimutatsiooni abiga ning hetkel tegeletaksegi sellega, et täpselt välja selgitada, kuidas see kõik toimus. Teadlaste hinnangul võib minna mitu aastat enne kui kolibakterid veelgi laialdasemalt meie kasuks tööle pannakse - hetkelgi saab aga nende abiga toota näiteks insuliini või inimestele vajalikke kasvuhormoone.