Бактерии Rhodobacter Sphaeroides могут быть использованы как источник молекулярного водорода – экологически чистого топлива. Сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН изучили разные штаммы бактерий и продемонстрировали, что скорость выделения водорода под действием света зависит от пигментации бактерий. Создание штаммов с пониженным содержанием пигментов может рассматриваться как перспективный способ получения водорода. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале «Прикладная биохимия и микробиология, том 46, № 5, 2010 год, сообщает Информнаука.

Поиск новых альтернативных источников энергии относится к самым актуальным задачам современности. Использование водорода в качестве источника энергии – очень перспективное направление: двигатели на его основе выделяют вместо выхлопных газов водяной пар, то есть безопасны для окружающей среды. К тому же водород – возобновляемый источник, его можно получать различными способами. Среди самых популярных можно отметить паровую конверсию метана, то есть получение водорода при нагреве смеси водяного пара и метана. Сегодня промышленное получение водорода связано с выбросами углекислого газа, что усиливает парниковый эффект. К технологиям, позволяющим избежать загрязнения окружающей среды, относится получение водорода с помощью различных бактерий. Один из перспективных объектов – пурпурные бактерии Rhodobacter Sphaeroides. Они отличаются большим разнообразием метаболических процессов, они могут получать энергию как из органических веществ, так и из солнечного света. При переработке простых органических веществ (глюкозы, лактата, органических кислот) эти бактерии выделяют молекулярный водород.

Сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН под руководством З. А. Зельцовой исследовали способность пурпурных бактерий Rhodobacter Sphaeroides к выделению водорода.

Скорость выделяемого бактериями водорода зависит от двух факторов: количества бактерий в биореакторах и интенсивности светового потока, необходимого для реакции фотосинтеза, объясняют учёные. До какого-то момента бактерии отвечают на увеличение интенсивности светового потока более интенсивным выделением водорода, но в дальнейшем они усиливают синтез защитных пигментов, снижают свою чувствительность к свету, и уровень водорода в реакционной среде больше не возрастает. Сотрудники института изучали способы преодоления этого эффекта. Они работали с генетически-модифицированным штаммом Rhodobacter Sphaeroides, у которого была нарушена функциональная особенность периферийного светособирающего антенного комплекса, а также выращивали бактерии в условиях недостатка азота (что также нарушает синтез пигментов). Учёные продемонстрировали, что бактерии с пониженным содержанием пигментов производят водород намного быстрее, чем их «дикие» сородичи.

Получение энергии с помощью бактерий – многообещающая область. Уже сегодня существуют различные типы «бактериальных батареек», в которых живые существа вырабатывают электричество, например, питаясь сахарным сиропом. Пока что такие системы могут снабжать энергией в лучшем случае плеер, но, если представить, что когда-нибудь учёные создадут двигатель на основе генетически-модифицированных бактерий, выделяющих молекулярный водород, сахаром можно будет заправлять и автомобиль.

Источник информации:

Z. A. Eltsova, L. G. Vasilieva and A. A. Tsygankov “Hydrogen production by recombinant strains of Rhodobacter sphaeroides using a modified photosynthetic apparatus”, Applied Biochemistry and Microbiology, Volume 46, Number 5, 2010, 487–491.