Метан не только используется в качестве топлива на кухнях и в двигателях внутреннего сгорания, но также является мощным парниковым газом. К счастью, в болотистых местностях и на свалках обитают бактерии-метанотрофы, которые питаются им. Ученые обнаружили молекулу, способствующую переработке метана этими бактериями.
Из-за своих парниковых свойств метан значительно влияет на климат. Он также служит источником питания для микробов, называемых метанотрофами, которые превращают его в углекислый газ и биомассу. Тем не менее, детали этого специфического метаболизма оставались неизвестными ученым.
Химическая лаборатория Университета Юты разработала новый подход для изучения этих микробных сообществ и использовала его для открытия новой биомолекулы, позволяющей метанокислительным бактериям извлекать железо из окружающей среды. Это важно для понимания механизмов секвестрации метана микроорганизмами, что предотвращает его попадание в атмосферу.
По словам главного исследователя Аарона Пури, доцента кафедры химии и участника Центра изучения клеток и генома имени Генри Айринга, результаты экспериментов, опубликованные в Трудах Национальной академии наук США, могут быть полезны для применения метанотрофов в процессе преобразования метана в полезные химические вещества и жидкое топливо.
Пури отметил, что его команде удалось выявить важную связь между наличием железа на планете и круговоротом газов в атмосфере. Метан, или CH4, является первым представителем непредельных углеводородов и основным компонентом природного газа, который используется в качестве топлива. Этот газ также выделяется при разложении органики, в почвах, на свалках и в болотах. В краткосрочной перспективе он обладает примерно в 80 раз большей способностью удерживать тепло, чем углекислый газ. К счастью, метан менее устойчив и в атмосфере его значительно меньше, чем CO2.
Микробы естественным образом разлагают CH4 через процесс окисления, в результате чего образуются углекислый газ и органические соединения. Исследование Пури представляет новый инструмент под названием «обратное зондирование стабильных изотопов – метаболомика» (InverSIP), который связывает гены, найденные в микробной ДНК, с малыми молекулами-метаболитами, вырабатываемыми этими генами. Используя этот метод, команда Пури выявила ранее неизвестную молекулу, взаимодействующую с железом, которая производится бактериями, питающимися метаном. Это соединение получило название «метилоцистабактин».