Jak zrobić z węgla cukier

Naukowcy odkryli sposób, w jaki rozpowszechnione na całym świecie sinice pochłaniają dwutlenek węgla

Publikacja: 05.03.2010 01:35

Białko zaznaczone na zielono wskazuje na struktury pochłaniające dwutlenek węgla (aut. David Savage,

Białko zaznaczone na zielono wskazuje na struktury pochłaniające dwutlenek węgla (aut. David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver)

Foto: Rzeczpospolita

Badacze z Harvard Medical School podjęli wyzwanie, jakim jest zrozumienie całego cyklu węgla: od sposobu, w jaki z atmosfery przyswajany jest przez rośliny, oceany, glebę, skorupę ziemską i jak dostaje się z powrotem do atmosfery. Wnioski, do jakich doszli naukowcy, ogłosili w dzisiejszym wydaniu magazynu „Science”.

[srodtytul]Niezwykły układ[/srodtytul]

– Światowy ocean jest nasycony tymi organizmami – powiedziała Pamela Silver, profesor biologii w Harvard Medical School. – Przez studiowanie mechanizmu pochłaniania dwutlenku węgla możemy zrozumieć, jak działa skomplikowany układ, któremu na imię Ziemia. Jestem wstrząśnięta tym, co się dzieje w oceanach, czego dotąd nie rozumieliśmy. Jest wiele sposobów na wykorzystanie tej wiedzy.

Pałeczkowatego kształtu sinice są jednymi z najpopularniejszych organizmów na Ziemi.

40 proc. obiegu dwutlenku węgla w przyrodzie odbywa się z udziałem tych prymitywnych organizmów. Te mikroorganizmy dosłownie „połykają” węgiel.

Każda z komórek sinic posiada wyspecjalizowane „fabryki” przerabiające dwutlenek węgla na paliwo. „Fabryki” są uporządkowane przestrzennie i niezwykle wydajne. Aby pochłaniać dwutlenek węgla, sinice budują wyspecjalizowane organelle – karboksysomy. Przechwytują dwutlenek węgla i przerabiają go na cukier potrzebny im do życia.

Zespół badaczy pod kierunkiem Davida Savage i Bruno Afonso dodał fluoryzujący znacznik do białka, które bierze udział w budowie karboksysomów.

Pojedyncze białko zwane parA odpowiada za organizację przestrzenną karboksysomów. Następnie naukowcy pozwolili rozwijać się komórkom sinic, obserwując je pod mikroskopem.

Karboksysomy układały się w uporządkowane przestrzenne struktury, zależnie od wielkości komórki.

– Dotychczas traktowaliśmy sinice jak worki wypełnione enzymami, ale takie wyobrażenie legło w gruzach – powiedział Bruno Alonso. – To białko działa wewnątrz komórki jak menedżer. Bakteria pozbawiona tego białka nie jest w stanie zbudować uporządkowanej struktury z karboksysomów. Mniejsza ilość tych organelli nie zapewnia sinicom dostatecznej ilości energii do przeżycia – dodał Alonso.

Komórki, które mają mniej karboksysomów, dzielą się wolniej, a ich zdolność pochłaniania dwutlenku węgla jest 50 proc. mniejsza.

[srodtytul]Wielka wydajność[/srodtytul]

Kiedy badacze dodawali do hodowli białko parA, gwałtownie rosła ilość karboksysomów i tworzyły one coraz bardziej złożone struktury. – To zadziwiające, jak można zdynamizować proces za pomocą pojedynczego białka – powiedział David Savage. Choć białko parA było już znane, mechanizm, w jaki reguluje budowę organelli odpowiedzialnych za pochłanianie dwutlenku węgla, naukowcy zaobserwowali po raz pierwszy. – Wiedza o tym, jak komórki sinic tworzą „fabryki” takie jak karboksysomy, otwiera drogę do stworzenia znacznie wydajniejszych „fabryk”, które będą oferowały wiele użytecznych funkcji – powiedział prof. Richard Losick z Harvard University, autorytet w dziedzinie biologii molekularnej.

[ramka][srodtytul]Niezbędne dla życia na Ziemi[/srodtytul]

O sinicach słyszymy, kiedy w lecie zakwitają, uwalniając toksyny. Wtedy kąpiel w wodzie pełnej sinic może się skończyć dotkliwym poparzeniem. Te proste organizmy, dawniej zaliczane do roślin, dziś do królestwa bakterii, spełniły niezwykle ważną rolę w historii życia na Ziemi. Jako jedne z pierwszych organizmów posiadły zdolność fotosyntezy, procesu redukcji dwutlenku węgla z wykorzystaniem światła słonecznego prowadzącego do powstania związków organicznych. Niektórzy naukowcy twierdzą, że tej przemianie biochemicznej zawdzięczamy tlen w atmosferze Ziemi. Przez nowoczesną naukę sinice mogą być wykorzystane do produkcji syntetycznych organizmów, które mogłyby pochłaniać dwutlenek węgla, lub produkować paliwa.[/ramka]

[i]Masz pytanie, wyślij e-mail do autora [mail=k.urbański@rp.pl]k.urbański@rp.pl[/mail][/i]

Badacze z Harvard Medical School podjęli wyzwanie, jakim jest zrozumienie całego cyklu węgla: od sposobu, w jaki z atmosfery przyswajany jest przez rośliny, oceany, glebę, skorupę ziemską i jak dostaje się z powrotem do atmosfery. Wnioski, do jakich doszli naukowcy, ogłosili w dzisiejszym wydaniu magazynu „Science”.

[srodtytul]Niezwykły układ[/srodtytul]

Pozostało 91% artykułu
Nauka
Najkrótszy dzień i najdłuższa noc w 2024 roku. Kiedy wypada przesilenie zimowe?
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Pełnia Księżyca w grudniu. Zimny Księżyc będzie wyjątkowy, bo trwa wielkie przesilenie księżycowe
Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku