Новости космоса и технологий. » Химия » Исследователи определяют новый вид производства чистого углерода микроорганизмами

Исследователи определяют новый вид производства чистого углерода микроорганизмами

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:16, Химия, 15, 0

Исследователи определяют новый вид производства чистого углерода микроорганизмами

Жизнь на Земле основана на углероде. В ходе эволюции живые организмы научились образовывать и перерабатывать большое количество различных углеродных соединений. Углерод является краеугольным камнем большинства органических соединений, производимых биологическим путем, таких как белки, углеводы, жиры и ДНК. Все эти соединения содержат, помимо углерода, многие другие элементы, включая водород, азот и кислород.

Элементарный углерод образуется из органических углеродных соединений на Земле без биологического воздействия, когда условия высокой температуры и давления вытесняют все другие элементы, такие как водород и азот. Например, древесина глубоко под землей сначала становится углем при высоких температурах, а затем с повышением давления и температуры образуются формы с очень высоким содержанием углерода, такие как антрацит и графит. Это кристаллические формы углерода. При сжигании древесины, газа или масла образуется сажа, состоящая в основном из аморфной формы углерода. Ранее не было известно, что сами живые организмы также могут производить элементарный углерод.

Более 15 лет бременский ученый доктор Гюнтер Вегенер выращивает микроорганизмы, потребляющие метан без кислорода для производства необходимой им энергии. Это археи, живущие в симбиозе с бактериальными партнерами. В результате этого процесса не может быть получено много энергии ни для одного из партнеров, поэтому консорциумы растут с удвоением времени в несколько месяцев, что является очень долгим периодом для микроорганизмов. Некоторое время назад исследователи заметили, что микробный консорциум был необычно темным, почти черным. На раннем этапе часть этой черной массы уже описывалась как сульфиды металлов. Они образуются из железа, добавляемого в культуральную среду, и сульфида, продуцируемого бактериями-партнерами.

Коллеги Вегенера, доктор Кайли Аллен и профессор Роберт Уайт из Технологического института Вирджинии (США), постоянно ищут новые биомолекулы и их функции. В рамках своих усилий они извлекли окисляющие метан культуры из образцов в лаборатории Гюнтера Вегенера с использованием органических растворителей. Остался черный материал, который не мог быть растворен сильными кислотами или основаниями. «Сначала мы понятия не имели, что это за черная масса», - объясняет Роберт Уайт. «Затем мы использовали другие методы для анализа материала как твердой фазы и обнаружили, что это был почти чистый углерод. Он существовал в сильно разупорядоченной форме, известной как аморфный углерод». Откуда взялся этот элементарный углерод? Команда исключила возможность чисто химического происхождения. Затем они скармливали культуре изотопно меченый углерод, который можно отслеживать в процессе разложения, и анализировали образовавшийся углерод. "Таким образом, мы смогли доказать, что«Археи, окисляющие метан, действительно были ответственны за образование элементарного углерода», - говорит Гюнтер Вегенер.

Затем исследователи исследовали метанообразующие или метаногенные археи, которые тесно связаны с окислителями метана ». В той же степени многие из этих групп также производили элементарный углерод », - говорит Роберт Уайт.

Однако в настоящее время исследование порождает больше вопросов, чем ответов. Например, как образуется этот углерод? требует высоких давлений и температур. И то и другое отсутствовало в культурах ». Такой вид образования элементарного углерода организмами является совершенно новым для науки. В архее должны происходить реакции, которые ранее были совершенно неизвестны, - объясняет Кайли Аллен, главный автор исследования. - Мы до сих пор не знаем, что такое биохимические реакции и здесь действуют ферменты ».

Вопрос« почему »также еще не объяснен.« Элементарный углерод является хорошим проводником электричества. Углерод может быть ключом к симбиозу между археями и их партнерами », - предполагает Гюнтер Вегенер. Электрические заряды могут оптимально переноситься через углеродные соединения. Также совершенно неизвестно, сколько элементарного углерода образуется микроорганизмами в природе». Потому что углерод откладывается в отложениях и остается там в течение очень долгого времени, наши результаты могут также указывать на ранее неизвестный природный углерод тонуть ». Теперь команда приступит к решению оставшихся без ответа вопросов, частично в рамках кластера передового опыта« Дно океана - неизведанный интерфейс Земли », который находится в MARUM.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии