Un studiu genomic recent a relevat existența unor gene necunoscute anterior în bacteriile producătoare de hidrogen
O cercetare genomică recentă a dus la o descoperire semnificativă în domeniul biologiei bacteriilor marine: cercetătorii au identificat grupuri de gene necunoscute anterior care permit anumitor specii din familia Vibrionaceae să genereze hidrogen gazos în cantități considerabile. Această descoperire poate deschide noi perspective pentru dezvoltarea surselor de energie curată și regenerabilă, valorificând potențialul acestor microorganisme.
Un nou rol pentru o clasă de bacterii bine cunoscută
Familia Vibrionaceae este recunoscută în principal pentru microbioluminescența sa și, din păcate, pentru prezența patogenului Vibrio cholerae, responsabil pentru provocarea holerei. Cu toate acestea, în ciuda prezenței abundente a acestor bacterii în ecosistemele marine, ele nu au fost considerate anterior ca având un potențial promițător pentru producerea biocombustibililor.
Această percepție s-a schimbat atunci când cercetătorii au descoperit că anumite specii din această familie pot genera hidrogen gazos prin fermentația formiatului – un compus organic simplu. În cadrul acestui proces de fermentație, bacteriile transformă formiatul în hidrogen și dioxid de carbon, o reacție biochimică care ar putea fi utilizată pentru menținerea unor surse de energie alternativă cu emisii scăzute de carbon.
Cercetarea genomică și identificarea de noi gene FHL
O echipă internațională, cu specialiști din Japonia, India și Brazilia, a efectuat o analiză genomică detaliată pentru a înțelege mai bine mecanismele genetice care stau la baza acestei producții de hidrogen. Sub conducerea profesorului Tomoo Sawabe, cercetătorii au secvențiat genomurile a 16 specii cunoscute de bacterii Vibrionaceae.
Complexul enzimatic Formiat-Hidrogen Liază (FHL) a fost în centrul atenției, în special tipul Hyf (Formate Hydrogen Lyase). Acest sistem este responsabil pentru degradarea formiatului și eliberarea hidrogenului. Deși o enzimă similară există și la bacteria Escherichia coli, eficiența acesteia este considerabil mai mică comparativ cu cea observată în anumite specii de Vibrionaceae.
Profesorul Sawabe a afirmat: „Analizele noastre subliniază o diversitate genetică remarcabilă a grupurilor de gene FHL și o corelație evidentă între aceste variante genetice și capacitatea de a produce hidrogen.”
Două grupuri de gene FHL complet necunoscute până în prezent au fost descoperite, crescând numărul total al acestor grupuri genetice la șase. Această diversitate sugerează o adaptație evolutivă a bacteriilor la medii extrem de variate – de la recife de corali până la mangrove sau apă adâncă.
Cine sunt liderii producerii de hidrogen?
Printre cele mai eficiente specii menționate în acest studiu se numără Vibrio tritonius și Vibrio porteresiae. Aceste bacterii au demonstrat cea mai mare abilitate de a produce hidrogen, în principal datorită capacității lor superioare de a absorbi formiatul. În contrast, Vibrio aerogenes și Vibrio mangrovi au avut cele mai scăzute niveluri de producție.
O teorie interesantă propusă de cercetători este că generarea de hidrogen ar putea funcționa ca un mecanism de detoxificare a formiatului din mediu – un avantaj evolutiv pentru supraviețuirea în habitate marine dificile.
Implicații pentru viitorul energiei verzi
Această cercetare novatoare ar putea fi esențială în avansarea tehnologiilor de producere a energiei pe bază de hidrogen – un combustibil din ce în ce mai căutat ca opțiune ecologică la sursele fosile tradiționale. Spre deosebire de metodele convenționale de generare a hidrogenului, care necesită cantități mari de energie și resurse, utilizarea bacteriilor precum Vibrio tritonius ar putea reprezenta o soluție sustenabilă și ecologică.
