Исследователи из компании по синтетической биологии LanzaTech в Иллинойсе разработали бактерию Clostridium autoethanogenum для ферментации монооксида углерода и диоксида углерода в повседневные химические вещества, такие как ацетон и изопропанол, которые используются в дезинфицирующих средствах и медицинских спиртах, а также являются основой для акрилового стекла и полипропиленовых пластиков.

Этот процесс использует CO и CO₂ для создания полезного побочного продукта, который делает его углеродно-отрицательным, а это означает, что он может уменьшить количество углекислого газа, направляемого в атмосферу, что способствует нагреванию и, следовательно, изменению климата.

Традиционно, ацетон и изопропанол (он же изопропиловый спирт) являются ресурсоемкими побочными продуктами, для производства которых требуется много ископаемого топлива. Ацетон получают из сырья бензола и пропилена. Согласно данным ученых, совокупный мировой рынок этих крупных отраслей составляет более $10 миллиардов.

Исследователи нашли более чистый способ производства этих химических веществ, которые могут помочь очистить атмосферу от углекислого газа. В процессе брожения дрожжи «съедают» сахар и производят этанол. В этом аналогичном процессе бактерия была спроектирована таким образом, чтобы питаться CO и CO₂ и производить эти химические вещества. В своей предварительно спроектированной естественной форме он создает этанол. Используя синтетическую биологию, бактерия теперь может производить ацетон.

«Наша мотивация состояла в том, чтобы найти изобилие исходного сырья», — рассказал Майкл Кепке, автор статьи и директор отдела синтетической биологии в LanzaTech.

По словам Кепке, традиционные методы производства выбрасывают в атмосферу большое количество CO₂. Обыкновенный автомобиль выбрасывает почти 9 кг CO₂ на галлон бензина — это означает, что один автомобиль может выделять около 4,6 метрических тонн в год. Учитывая, что ацетон и изопропиловый спирт являются двумя наиболее часто используемыми химическими веществами в повседневных продуктах, количество углекислого газа, добавляемого в окружающую среду, по словам ученых, ошеломляет.

Ацетон и изопропиловый спирт — по мнению исследователей – это только начало.

«Мы думаем, что эти же инструменты можно использовать для адаптации широкого спектра товарных химикатов к этому подходу к производству с отрицательным выбросом углерода», — рассказал соавтор Майкл Джуэтт, профессор химической и биологической инженерии в Северо-Западном университете.

Традиционные процессы создания ацетона и изопропилового спирта из сырья совершенствовались десятилетиями, поэтому они оптимизированы для рынка — в отличии от нового процесса. Теперь следующим шагом будет дальнейшее расширение метода, чтобы сделать его основным промышленным инструментом.

Кепке также высказал надежду, что ученые продолжат изучение других бактерий в качестве каналов для ферментации CO и CO₂ в ценные продукты — помимо этанола, ацетона и изопропилового спирта.