Бактериальные клетки способны эффективно играть роль продуцентов водорода. Фото с сайта www.beenergy.ru

Речь идет о проекте, который направлен на производство молекулярного водорода бактериальными клетками. Водорода, который однажды сможет заменить ископаемое топливо, который можно будет сжижать и транспортировать. Об этом, корреспонденту издания Компьютерра, рассказал руководитель группы биоинформатики, геномики и системной биологии кафедры биофизики Физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова Павел Иванов.

Оказывается, в мире существуют бактерии, которые способны очень эффективно играть роль продуцентов молекулярного водорода. Но сами по себе эти бактерии производят водород в крайне малых количествах. Он бывает им нужен только для того, чтобы избавиться от лишних восстановительных эквивалентов в метаболических путях. Способом такого избавления как раз и служит выработка водорода.

Используемый в проекте подход – это моделирование процессов, происходящих в бактериальной клетке, причем моделирование не только собственно биохимических реакций, но и регуляции, затрагивающей уровень генома. На основании такого моделирования можно точно предсказать, к чему приведет включение и выключение конкретных генов, а также увеличение числа их копий и добавление генов из других бактерий. В идеале можно было бы прогнозировать, сколько водорода такие модифицированные клетки будут производить, например, на один грамм сухой массы. Если «выключить» отдельные гены, приводящее к прекращению определенных биохимических реакций внутри клетки, то бактериальной клетке ничего не остается, как синтезировать водород. Другими словами, основная идея состоит в отключении максимального числа реакций, которые препятствуют выработке водорода данной клеткой. Если это удается сделать, то дальше остается добавить этой бактерии геномный материал, который еще больше увеличит скорость производства водорода.

Именно таким моделирование и занимаеся группа биоинформатики, геномики и системной биологии на физическом факультете МГУ. А дорогую инструментальную часть, связанную с генными манипуляциями и созданием мутантных штаммов, выполняют наши коллеги в Университете штата Вайоминг (США).

Работы в этом направлении ведутся уже три года. В настоящий момент созданы мутанты, то есть бактерии рода Rhodobacter с модифицированным геномом, которые производят в три раза больше водорода, чем дикий тип.