تجنيد ممكن للبكتيريا في المعركة ضد الانبعاثات

واشنطن – نجح علماء أميركيون في تخليق نوع جديد من البكتيريا يمتص ثاني أكسيد الكربون ويحوله إلى مواد مستخدمة على نطاق واسع في صناعات كثيرة مثل المطهرات والمعقمات.

وأشرفت على الدراسة جامعة نورث ويسترن وشركة لانزاتك الأميركية.

ويعد نجاح البكتيريا في تخمير الغاز، ليكون لها دور فعال في إزالة الغازات الدفيئة من الغلاف الجوي دون استعمال الوقود الأحفوري، انجازا علميا في صد الانبعاثات.

وللبكتيريا دور مهم في عملية التخمير وإنتاج عدد من المواد الغذائية، ومنها تفكيك السكر أو اللاكتوز وتحويلهما إلى زبادي.

واستعمل الباحثون سلالة بكتيريا لاهوائية، تدعى كلوستريديوم أوتوايثانوغينوم، صنعتها لانزاتيك، ثم استخدموا أدوات البيولوجيا التركيبية لإعادة برمجة البكتيريا لتخمير ثاني أكسيد الكربون ولإنتاج الأسيتون والأيزوبروبانول.

ولأن إنتاج هذين المركبين يحتاج إلى استعمال الوقود الأحفوري وإطلاق مزيد من الغازات الدفيئة، طور الباحثون عملية تخمير غاز جديدة لتصنيع هذه المواد بطريقة مُستدامة.

واختبر العلماء عمل هذه البكتيريا باستخدام مفاعل حيوي، قاموا بتوصيله بأنبوب العادم في إحدى مصانع الحديد والصلب الأميركية. وأظهرت الدراسات اللاحقة أن البكتيريا امتصت بشكل فعال أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وحوّلتهما إلى الأسيتون والكحول على مدى أكثر من 3 أسابيع.

ويمكن ان تؤدي العملية إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 160 بالمئة، وفقا للدراسة.

ووفقا للباحثين، فإن الميكروبات التي صنعوها تتفوق بمقدار مئات الأضعاف على سلالات البكتيريا الأخرى من حيث الكفاءة والإنتاجية، الأمر الذي سيسمح باستخدامها  للحد من انبعاثات المؤسسات الصناعية وإنتاج الأسيتون والأيزوبروبانول الصديقين للبيئة.

ويدخل الأسيتون والأيزوبروبانول على نطاق واسع في صناعات كثيرة، مثل المطهرات والمعقمات.

كما أن الأيزوبروبانول معتمد من منظمة الصحة العالمية كإحدى وسائل التطهير المعتمدة لقتل فايروس كوفيد-19.

في حين أن الأسيتون يُستعمل مذيبا لمواد بلاستيكية وألياف صناعية عدة، ويدخل في صناعة أدوات التنظيف ومزيل طلاء الأظافر، في سوق عالمي يتجاوز 10 مليارات دولار.

وقال أستاذ الكيمياء والهندسة الحيوية من جامعة نورث ويسترن وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة مايكل جيويت، أن "أزمة المناخ المتسارعة بالتوازي مع النمو السكاني السريع، تمثل أحد أكثر التحديات إلحاحا أمام البشرية، وكلاهما مرتبط بالانبعاث المستمر لثاني أكسيد الكربون وتراكمه في محيطنا الحيوي".

وأضاف "من خلال استغلال علم الأحياء على أساس مستدام ومتجدد، أصبحنا قادرين على الاستفادة من ثاني أكسيد الكربون المتاح لتطوير قطاع الاقتصاد الحيوي".