کشف باکتری دریایی جدیدی که هیدروژن انبوه تولید می کند

ککمیاب آنلاین: باکتری های دریایی جدیدی که در مقادیر زیاد هیدروژن می سازند، توسط دانشمندان کشف شده اند.

به گزارش کمیاب آنلاین به نقل از ایسنا، در یک مطالعه ژنومی جدید، خوشه های ژنی ناشناخته قبلی در باکتری های تولید کننده هیدروژن کشف شده است. این کشف می تواند نتایج مهمی برای تولید انرژی پاک داشته باشد.
ویبریوناسه(Vibrionaceae)، یک خانواده شناخته شده از باکتری های دریایی است که در درجه اول با «زیست تابی» شناخته می شوند. با این وجود، آنها همین طور به سبب وجود پاتوژن ایجاد کننده وبا بدنام هستند.
با وجود حضور گسترده آنها در اکوسیستم های اقیانوسی، این باکتری ها برای تولید سوخت زیستی مفید تلقی نشده بودند.
حال پژوهشگران دریافته اند که تعدادی از اعضاء این خانواده باکتریایی توانایی منحصر به فردی در تولید مقادیر زیادی از گاز هیدروژن دارند. آنها با تجزیه یک ترکیب به نام فرمات(formate) بوسیله تخمیر به این امر رسیدند و در این فرایند، هیدروژن و کربن دی اکسید تولید کردند. این خاصیت غیرمنتظره می تواند مسیر جدیدی برای توسعه راهکارهای انرژی عرضه نماید.

شکستن مکانیسم ژنتیکی پشت تولید هیدروژن

یک تیم تحقیقاتی بین المللی شامل پروفسور تومو ساوابه(Tomoo Sawabe) از دانشگاه هوکایدو، رامش کومار ناتاراجان(Ramesh Kumar Natarajan) از مؤسسه ملی علوم و فناوری بین رشته ای هند و فابیانو تامپسون(Fabiano Thompson) از دانشگاه فدرال ریودوژانیرو، تحلیل و بررسی ژنومی را برای درک اساس ژنتیکی این پدیده انجام دادند. مطالعه آنها بر تعیین توالی تمام ۱۶ گونه شناخته شده از خانواده ویبریوناسه متمرکز بود.
پژوهشگران توجه خاصی به ساختار و عملکرد خوشه ژنی «Hyf-type formate hydrogenlyase» یا «FHL» داشتند. این ترکیب آنزیمی نقش برجسته ی در تجزیه فرمات به هیدروژن و کربن دی اکسید دارد. آنزیم مشابهی در باکتری «اشریشیا کولی»( Escherichia coli) وجود دارد، اما در مقایسه با ویبریوناسه مقادیر قابل توجهی هیدروژن کمتری تولید می کند.
پروفسور ساوابه اظهار داشت: این تحلیل و بررسی ها تنوع غیرمنتظره خوشه های ژن FHL و روابط بین خوشه های ژنی و عملکرد در توانایی تولید هیدروژن را نشان میدهد.
این مطالعه دو نوع ناشناخته قبلی از خوشه های ژن FHL را شناسایی کرد که تعداد کلی در خانواده ویبریوناسه را به ۶ رساند. این تنوع احیانا به سبب سازگاری باکتری ها با محیط های مختلف اکولوژیکی در طی زمان پدید آمده است.

تنوع در تولید، بین گونه های مختلف باکتری ها

پژوهشگران همین طور تغییرات تخمیر هیدروژن را در گونه های مختلف تحلیل و بررسی کردند. آنها دریافتند که یک باکتری دریایی به نام «ویبریو تریتونیوس»(Vibrio tritonius) و گونه ای موسوم به «ویبریو پورتریسیا»(Vibrio porteresiae) که در برنج های وحشی زندگی می کند، بالاترین سطح تولید هیدروژن را نشان داد. در مقابل، باکتری های «ویبریو ایروژنز»(Vibrio aerogenes) و «ویبریو مانگروی»(Vibrio mangrove) کمترین هیدروژن را تولید کردند.
این مطالعه همین طور نشان داد که تولید هیدروژن با میزان کارایی باکتری ها در جذب فرمات مرتبط می باشد و آنهائیکه قابلیت جذب فرمات بهتری داشتند، قادر به تولید هیدروژن بیشتری بودند.
ساوابه توضیح داد: این ژنوتیپ ها متابولیسم فرمات را به عنوان یک عامل کلیدی احتمالی در حفظ تولید هیدروژن تخمیری در گروههای خاصی از ویبریوها تقویت می کنند.
پژوهشگران می گویند گونه های خاصی از باکتری ها تولید هیدروژن بالاتری را به عنوان مکانیزمی برای سم زدایی فرمات از محیط خود ایجاد کردند؛ مفهومی که آنها آنرا «فرضیه سم زدایی فرمات» می نامند.
یافته های آنها همین طور می تواند بینشی در مورد تخمیر هیدروژن در سایر باکتری ها همچون E. coli عرضه نماید.
این مطالعه نه فقط درک ما از تکامل میکروبی را بیشتر می کند، بلکه راه های جدیدی را برای مهار تولید هیدروژن باکتریایی برای کاربردهای انرژی پایدار ارائه می دهد.
این مطالعه در مجله Current Microbiology انتشار یافته است.

آخرین مطالب مرتبط