Noi bacterii marine care produc cantități mari de hidrogen, descoperite de oamenii de știință

Noi bacterii marine care produc cantități mari de hidrogen, descoperite de oamenii de știință. Echipa de cercetători a identificat două noi tipuri de clustere genetice formate hydrogenlyase (FHL), ridicând numărul total la șase în cadrul speciilor din familia Vibrionaceae.

Un nou studiu genomic a scos la iveală clustere genetice necunoscute anterior în bacterii producătoare de hidrogen. Această descoperire ar putea avea implicații semnificative pentru producerea de energie curată.

Noi bacterii marine care produc hidrogen

Vibrionaceae, o familie bine cunoscută de bacterii marine, este recunoscută în special pentru bioluminiscența sa. Totuși, această familie este și infamă pentru includerea agentului patogen responsabil de holeră. Deși aceste bacterii sunt larg răspândite în ecosistemele marine, până acum nu erau considerate utile pentru producerea de biocombustibili.

Recent, cercetătorii au descoperit că unele dintre aceste bacterii au o abilitate unică de a genera cantități mari de hidrogen gazos. Ele reușesc acest lucru prin descompunerea unui compus numit formiat, prin fermentație, proces în care se produce hidrogen și dioxid de carbon. Această trăsătură neașteptată ar putea deschide o nouă cale spre dezvoltarea unor soluții energetice inovatoare.

Descifrarea mecanismului genetic din spatele producerii

O echipă internațională de cercetare, inclusiv profesorul Tomoo Sawabe de la Universitatea Hokkaido, Ramesh Kumar Natarajan de la Institutul Național Indian pentru Știință și Tehnologie Interdisciplinară și Fabiano Thompson de la Universitatea Federală din Rio de Janeiro, a efectuat o analiză genomică pentru a înțelege baza genetică a acestui fenomen.

Studiul lor s-a concentrat pe secvențierea tuturor celor 16 specii cunoscute de Vibrionaceae.

Cercetătorii au acordat o atenție specială structurii și funcției clusterului genetic FHL de tip Hyf. Acest complex enzimatic joacă un rol crucial în descompunerea formiatului în hidrogen și dioxid de carbon.

O enzimă similară există și în Escherichia coli, dar aceasta produce cantități semnificativ mai mici de hidrogen comparativ cu Vibrionaceae.

„Analizele noastre dezvăluie o diversitate neașteptată a clusterelor genetice FHL și relații între aceste clustere și capacitatea de producere a hidrogenului”, a declarat profesorul Sawabe.

Studiul a identificat două tipuri necunoscute anterior de clustere FHL, ridicând totalul la șase în cadrul Vibrionaceae. Această diversitate este, cel mai probabil, rezultatul adaptării bacteriilor la medii ecologice diferite de-a lungul timpului.

Citește și: Acvarii : Cultura de bacterii din ciclul azotului

Variații în producția de hidrogen între specii

Cercetătorii au analizat, de asemenea, variațiile fermentației hidrogenului între diferite specii. Ei au constatat că Vibrio tritonius, o bacterie marină, și Vibrio porteresiae, o specie care trăiește în orezul sălbatic din mangrove, au prezentat cele mai ridicate niveluri de producere a hidrogenului.

În schimb, Vibrio aerogenes și Vibrio mangrovi au produs cele mai mici cantități de hidrogen.

Studiul a arătat și că producerea de hidrogen este strâns legată de cât de eficient absorb bacteriile formiatul. Cele care aveau o capacitate mai mare de absorbție a formiatului reușeau să producă mai mult hidrogen.

„Aceste genotipuri susțin ideea că metabolismul formiatului este un factor-cheie în menținerea producției fermentative de hidrogen în anumite grupuri de vibrio”, a explicat Sawabe.

Cercetătorii cred că anumite specii au evoluat pentru a produce mai mult hidrogen ca un mecanism de detoxifiere a formiatului din mediul lor, un concept pe care îl numesc „ipoteza detoxifierii formiatului”.

Descoperirile lor ar putea oferi, de asemenea, perspective noi asupra fermentației hidrogenului în alte bacterii, inclusiv în E. coli.

Această cercetare nu doar că aduce o mai bună înțelegere a evoluției microbiene, dar oferă și noi direcții pentru valorificarea producției bacteriene de hidrogen în scopuri energetice sustenabile.

Studiul a fost publicat în revista Current Microbiology, potrivit interestingengineering.com.

Citește și: Animalele tratate cu antibiotice pot deveni purtătoare de bacterii extrem de periculoase pentru om