Forskare från Newcastle University, Storbritannien har konstruerat Escherichia coli bakterier för att fånga upp koldioxid (CO ₂ ) med vätgas (H ₂ ) för att omvandla den till myrsyra. Forskningen, publiceras idag i Tillämpad och miljömikrobiologi ökar möjligheten att omvandla atmosfärisk CO ₂ till råvarukemikalier.

I vanliga fall, ett enzym i E coli katalyserar motsatsen till denna reaktion - produktion av H ₂ och CO ₂ från myrsyra. I naturen, den senare är mest känd som en typ av vinägersammansättning som myror använder för att avvärja rovdjur (Formic kommer från latinets 'formica, " betyder myra.)

För att vända den normala reaktionen i E coli , utredarna fick bakterierna att byta ut molybden, en metall som normalt är en kritisk del av enzymet, för volfram, genom att odla bakterierna i ett överskott av det senare. "Det här är ganska lätt att göra som E coli kan inte lätt se skillnad på de 2, " sa chefsutredaren Frank Sargent.

"Att byta volfram mot molybden förändrade egenskaperna hos vårt enzym så att det låstes i CO ₂ fångstläge istället för att kunna växla mellan CO ₂ fånga och CO ₂ produktion, " sa Dr Sargent.

Utredarna använde en speciell trycksatt bioreaktor fylld med H ₂ och CO ₂ för att göra gaserna tillgängliga för mikroberna. "Det fungerade - bakterierna kunde växa under gastryck och generera myrsyra från CO ₂ , " sa Dr Sargent.

Dr Sargent utvecklade idén från att läsa om uppkomsten av liv på jorden, både i primärlitteratur och populärvetenskapliga böcker, han sa. För tre och en halv miljard år sedan, det fanns inget syre i atmosfären, men det fanns höga halter av CO ₂ och H ₂ , och cellulärt liv hade börjat utvecklas 10, 000 meter under havets yta.

Då, dessa föreningar skulle ha behövt omvandlas till de kolhydrater som allt liv är beroende av. Det kunde ha uppnåtts av ett enzym "som det vi hittade i E coli , hydrera koldioxid till en organisk syra, " sa Dr Sargent. "Vi ville prova det här i labbet."

"Runt världen, samhällen förstår vikten av att bekämpa klimatförändringar, utveckla hållbara energikällor och minska avfallet, ", sa Dr. Sargent. "Att minska koldioxidutsläppen kommer att kräva en korg av olika lösningar. Biologi och mikrobiologi erbjuder några spännande alternativ."

"Det yttersta målet skulle vara att fånga upp spilld koldioxid ₂ använda förnybar vätgas från bioväte – som i denna forskning – eller elektrolys som drivs av förnybar el, och omvandla det till myrsyra, ", sade Dr. Sargent. "Nyckeln är för en mikrob att använda formiat som sin enda kolkälla. Då kan vi göra bränsle, plast eller kemikalier. Detta är visionen om en verkligt cyklisk bioekonomi där CO ₂ produceras ständigt, fångas och återvände till marknaden."