Созданы генно-инженерные микробы, способные производить азотные удобрения в почве

Новые генно-инженерные микробы, будучи внесенными в почву, начинают производить удобрение, увеличивающее массу съедобной культуры в полтора раза по сравнению с таким же растением, выращиваемым без подкормки. Об этом достижении, способном победить голод в беднейших частях света, где удобрения фермерам недоступны, на прошедшей недавно конференции Американского химического общества (American Chemical Society) рассказали биоинженеры из Гарварда.

Ключевым компонентом удобрений является азот, он необходим для построения таких важных биологических соединений как ДНК и белки. Воздух, которым мы дышим, на 80% состоит из азота. Но в воздухе он инертен, его атомы связаны в молекулы, расщепить которые ни растения, ни люди не в состоянии, а у некоторых микробов в процессе эволюции появился фермент нитрогеназа, который отделяет от молекулы газообразного азота один атом и связывает его с водородом, в результате чего получается аммиак и другие соединения, поглощаемые растениями в качестве источника азота. При промышленном производстве азотного удобрения происходит тот же синтез аммиака из азота и водорода, но это высокотемпературный процесс, протекающий к тому же под высоким давлением. Источником молекулярного водорода в нем служит природный газ, большую часть которого составляет метан, но определенную долю в нем занимает и газообразный водород. Сырье это недорогое, но для превращения метана и азота в аммиак нужны не только большие заводы, но и массивная инфраструктура, что делает конечный продукт – азотные удобрения – недоступным бедным странам.

О бактериях-производителях азотного удобрения сообщила группа исследователей под руководством известного химика – создателя «искусственного листа» Дэниела Носеры (Daniel Nocera) из Гарвардского Университета (Harvard University). Сейчас он с коллегами генетически модифицировал бактерию Xanthobacter autotrophicus, которая помимо собственной нитрогеназы стала производить еще и фермент гидрогеназу, что позволяет ей усваивать молекулярный водород для синтеза АТФ – энергетической валюты клетки. Эта АТФ, дополнительный водород и углекислый газ воздуха используются бактерией для синтеза полигидроксибутирата, который может запасаться, и он же является мишенью микробного фермента нитрогеназы. С помощью нитрогеназы и гидрогеназы бактерия производит из высвободившихся атомов азота и водорода аммиак – основу удобрения. В испытаниях, которые успели провести гарвардские ученые, редис, политый раствором с такими производящими аммиак бактериями, вырос на 150 процентов крупнее, чем контрольные растения без каких-либо удобрений.

Инфоиндустрия по материалам echo.msk.ru

Инфоиндустрия / Новости