Довольное интересное открытие произошло на днях в штате Огайо. Более того,его можно назвать прорывным. 

Исследование, опубликованное сегодня (авг. 27, 2020) в журнале Science показал , что бактерии создали этиленовый газ как побочный продукт метаболизма серы, который им необходим для выживания.

Но процесс, который используют бактерии для этого, может сделать его очень ценным в производстве, сказал Джастин Норт, ведущий автор исследования и научный сотрудник в области микробиологии в Университете штата Огайо.

"Возможно, мы преодолели серьезный технологический барьер для производства большого количества этилена, который может заменить ископаемые источники топлива при производстве пластмасс", - сказал Норт.

-Нам еще предстоит проделать большую работу по выведению этих штаммов бактерий для получения промышленно значимых количеств этилена. Но это открывает дверь."

Исследователи из штата Огайо работали над исследованием вместе с коллегами из Университета штата Колорадо, Национальной лаборатории Ок-Риджа и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.

Этилен широко используется в химической промышленности для изготовления почти всех пластмасс, сказал Норт. Он используется больше, чем любое другое органическое соединение в производстве.

В настоящее время для получения этилена используются нефть или природный газ. Другие исследователи обнаружили бактерии, которые также могут создавать химическое вещество, но существовал технологический барьер для его использования-потребность в кислороде как части процесса, сказал Роберт Табита, старший автор исследования и профессор микробиологии в штате Огайо.

"Кислород плюс этилен взрывоопасны, и это является главным препятствием для использования его в производстве", - сказал Табита, известный ученый из Огайо.

- Но бактериальная система, которую мы открыли для производства этилена, работает без кислорода, и это дает нам значительное технологическое преимущество."

Открытие было сделано в лаборатории Табиты в штате Огайо, когда исследователи изучали бактерии Rhodospirillum rubrum. Они заметили, что бактерии получают серу, необходимую им для роста из метилтиоэтанола.

"Мы пытались понять, как бактерии делали это, потому что не было никаких известных химических реакций для того, как это происходило", - сказал Норт.

Именно тогда он решил посмотреть, какие газы выделяют бактерии, и обнаружил, что среди них есть этиленовый газ.

Работая с коллегами из штата Колорадо и двух национальных лабораторий, Норт, Табита и другие коллеги из штата Огайо смогли идентифицировать ранее неизвестный процесс, который высвобождал серу, необходимую бактериям, а также то, что Норт назвал "счастливым побочным продуктом" этилена.

Но это было еще не все: исследователи также обнаружили, что бактерии использовали диметилсульфид для создания метана, мощного парникового газа.

Все исследования проводились в лаборатории, так что остается выяснить, насколько распространен этот процесс в окружающей среде, сказал Норт.

Но исследователи выявили одну ситуацию, в которой этот недавно открытый процесс производства этилена может иметь реальные последствия.

Этилен является важным природным растительным гормоном, который в нужных количествах является ключом к росту и здоровью растений. Но это также вредно для роста растений в больших количествах, говорит соавтор исследования Келли Райтон, адъюнкт-профессор почвоведения и растениеводства в Университете штата Колорадо.

"Этот недавно открытый путь может пролить свет на многие ранее необъяснимые экологические явления, включая большое количество этилена, который накапливается до ингибирующих уровней в переувлажненных почвах, вызывая значительный ущерб урожаю", - сказал Райтон.

Норт добавил: "Теперь, когда мы знаем, как это происходит, мы можем обойти или решить эти проблемы, чтобы этилен не накапливался в почвах при наводнении."

Табита сказала, что это исследование-результат счастливой случайности.

"Это исследование, включающее совместные исследования и опыт двух университетов и двух национальных лабораторий, является прекрасным примером того, как случайные открытия часто приводят к важным достижениям", - сказала Табита.

"Первоначально наши исследования включали в себя совершенно не связанную исследовательскую проблему, которая, казалось бы, не имела никакого отношения к выводам, представленным здесь."

Изучая роль одного конкретного белка в метаболизме серы в бактериях, исследователи отметили, что совершенно другая группа белков была неожиданно вовлечена также. Это привело к открытию новых метаболических реакций и неожиданному получению большого количества этилена.

- Это был результат, который мы не могли предсказать и за миллион лет, - сказала Табита.

"Признавая промышленное и экологическое значение этилена, мы приступили к этим совместным исследованиям и впоследствии открыли совершенно новую сложную ферментную систему. Кто бы в это поверил?"

Исследование было поддержано управлением науки Министерства энергетики, Национальным институтом рака и Национальным научным фондом.