Los seres humanos somos responsables por el calentamiento del planeta por la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera, algunos investigadores creen que la captura de CO2 capturdo en las rocas enterradas podría reducir el riesgo de un cambio climático catastrófico. Ahora, un equipo de investigadores ha demostrado que las bacterias pueden ayudar a que el proceso avance. Incluso pueden ser modificados genéticamente para atrapar CO2 más rápido, manteniendo bajo tierra durante millones de años.
Cuando el CO2 se bombea en las rocas porosas subterráneas, se combina con los iones metálicos en el agua salada que llena los poros de la roca y mineraliza en carbonatos minerales, como carbonato de calcio (CaCO3). El proceso puede durar miles de años. Para ver si podían acelerar las cosas, el bioquímico Jenny Cappuccio y colegas en el Centro del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley para el Control de Nanotecnología de CO2 geológicos poner una mezcla diversa de especies de bacterias comunes en una solución de cloruro de calcio en el laboratorio y luego se bombea en el CO2. Ellos encontraron que el carbonato de calcio se formaba más rápido en las zonas donde las bacterias viven que donde las soluciones son estériles. El CaCO3 también tenía una estructura mineral diferente cuando las bacterias intervinieron. Tendieron a crecer en cristales de calcita blanca en lugar de amorfos bultos negros (ver foto). Las bacterias mejoraron la formación de calcita.
Intrigado, el equipo supuso que las superficies de las bacterias pudieron de alguna manera ayudar a que se enganchara el CO2 con iones de calcio. Para probar esa idea, se decidió modificar una de las especies bacterianas, vibrioides Caulobacter, la configuración de su superficie para atraer a los iones de calcio, y ver qué pasaba.
Cappuccio y sus colegas insertaron una secuencia corta de ADN que codifica para un circuito de seis ácidos glutámico-un tipo de aminoácidos en vibrioides C.. El bucle sobresale de proteína de la superficie de la bacteria y se repite en toda la superficie de las bacterias en un patrón hexagonal. Cada bucle de seis aminoácidos contiene seis cargas negativas. El equipo de investigadores razonaron que este "ciclo negativo" podría encajar perfectamente en torno a los iones cargados positivamente de calcio en el agua, que atrae a la superficie de las bacterias y la persuasión para formar CaCO3.
Funcionó. Cuando los investigadores bombearon CO2 en los tanques en los que la bacteria modificada vive, había mucho CaCO3 solidificada en los tanques con bacterias modificadas. Mejor aún, más de lo mismo fue en forma de calcita cristalina, que es más estable, y es probable que el secuestro de CO2 en escalas geológicas de tiempo que el CaCO3 amorfa. Cappuccio informa de los resultados del equipo hoy en una reunión de la Sociedad de Biofísica de San Diego, California.
Robin Gerlach, un ingeniero biológico en la Universidad Estatal de Montana en Bozeman, quien no estuvo involucrado con el estudio, llama la obra "muy fundamental". Se prevé una amplia aplicación, incluyendo la estabilización del suelo en zonas de inundación, aislar los isótopos radiactivos, y la identificación de la vida temprana en el registro fósil por el seguimiento de los cambios en la mineralización del carbonato.
Cuando el CO2 se bombea en las rocas porosas subterráneas, se combina con los iones metálicos en el agua salada que llena los poros de la roca y mineraliza en carbonatos minerales, como carbonato de calcio (CaCO3). El proceso puede durar miles de años. Para ver si podían acelerar las cosas, el bioquímico Jenny Cappuccio y colegas en el Centro del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley para el Control de Nanotecnología de CO2 geológicos poner una mezcla diversa de especies de bacterias comunes en una solución de cloruro de calcio en el laboratorio y luego se bombea en el CO2. Ellos encontraron que el carbonato de calcio se formaba más rápido en las zonas donde las bacterias viven que donde las soluciones son estériles. El CaCO3 también tenía una estructura mineral diferente cuando las bacterias intervinieron. Tendieron a crecer en cristales de calcita blanca en lugar de amorfos bultos negros (ver foto). Las bacterias mejoraron la formación de calcita.
Intrigado, el equipo supuso que las superficies de las bacterias pudieron de alguna manera ayudar a que se enganchara el CO2 con iones de calcio. Para probar esa idea, se decidió modificar una de las especies bacterianas, vibrioides Caulobacter, la configuración de su superficie para atraer a los iones de calcio, y ver qué pasaba.
Cappuccio y sus colegas insertaron una secuencia corta de ADN que codifica para un circuito de seis ácidos glutámico-un tipo de aminoácidos en vibrioides C.. El bucle sobresale de proteína de la superficie de la bacteria y se repite en toda la superficie de las bacterias en un patrón hexagonal. Cada bucle de seis aminoácidos contiene seis cargas negativas. El equipo de investigadores razonaron que este "ciclo negativo" podría encajar perfectamente en torno a los iones cargados positivamente de calcio en el agua, que atrae a la superficie de las bacterias y la persuasión para formar CaCO3.
Funcionó. Cuando los investigadores bombearon CO2 en los tanques en los que la bacteria modificada vive, había mucho CaCO3 solidificada en los tanques con bacterias modificadas. Mejor aún, más de lo mismo fue en forma de calcita cristalina, que es más estable, y es probable que el secuestro de CO2 en escalas geológicas de tiempo que el CaCO3 amorfa. Cappuccio informa de los resultados del equipo hoy en una reunión de la Sociedad de Biofísica de San Diego, California.
Robin Gerlach, un ingeniero biológico en la Universidad Estatal de Montana en Bozeman, quien no estuvo involucrado con el estudio, llama la obra "muy fundamental". Se prevé una amplia aplicación, incluyendo la estabilización del suelo en zonas de inundación, aislar los isótopos radiactivos, y la identificación de la vida temprana en el registro fósil por el seguimiento de los cambios en la mineralización del carbonato.
Imagen: El carbonato de calcio se forma en soluciones estériles que tiende a ser amorfo y negro (izquierda), pero la presencia de bacterias que forma cristales de calcita (derecha)
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