Исследователи из Университета Колорадо создали гибридные микроорганизмы, способные производить разные виды топлива и пластмасс из атмосферного азота и углекислого газа СО2.

Используя активируемые светом квантовые наноточки для запуска определённых энзимов (белков-катализаторов) в микробах, исследовали получили «живые фабрики», поглощающие СО2 и превращающие его в полезные продукты, такие как биоразлагаемый пластик, бензин, аммиак и биодизельное топливо.

Проект начался в 2013 году с исследования квантовых наноточек — крошечных полупроводниковых частиц. Их можно внедрить в живые клетки, где они прикрепляются к определённым энзимам и впоследствии активируют эти энзимы при облучении светом с определённой длинной волны.

Учёные решили выяснить, могут ли квантовые точки «запустить» специфические энзимы в микробах, имеющие возможность улавливать углекислый газ и азот, но не способные к этому из-за отсутствия фотосинтеза.

В клетки одного из живущих в почве микроорганизмов были внедрены специфичные квантовые точки, в результате микробы стали поглощать СО2 под воздействием даже слабого рассеянного солнечного света, не нуждаясь в каких-либо источниках энергии или пищи для выполнения этих энергетически затратных биохимических реакций.

Эти микробы живу в воде, и выделяемый ими продукт аккумулируется на поверхности, откуда его легко собрать. Разные сочетания квантовых точек и световых волн приводят к выработке разных веществ: зелёный свет заставляет бактерии потреблять азот и вырабатывать аммиак, тогда как на более длинноволновом, «красном» свету бактерии вырабатывают пластик.

По-видимому, этот процесс способен работать в промышленных масштабах. Оказалось, что даже при непрерывной работе в течение нескольких часов «микробные фабрики» не показывали признаков истощения.

По мнению учёных, идеальным сценарием было бы направление производимого каждым домохозяйством углекислого газа в отдельный пруд, в котором микроорганизмы превращали бы его в биопластик. Владельцы могли бы продавать продукт, получая небольшой доход и одновременно способствуя снижению выбросам СО2 в атмосферу.