Исследователи обнаружили, что некоторые бактерии могут производить этилен способом, о котором мы никогда не знали; микробы, которые метаболизируют серу, чтобы жить, также выделяют этилен в качестве побочного продукта. Если бы люди могли использовать этот процесс, мы могли бы создать более экологически безопасные методы производства пластмасс. Подробная информация и результаты исследований были опубликованы в Science.

«Возможно, мы преодолели серьезный технологический барьер для производства большого количества газообразного этилена, который мог бы заменить источники ископаемого топлива при производстве пластмасс», — сказал руководитель исследования Джастин Норт, ученый-микробиолог из Университета штата Огайо. «Предстоит еще проделать большую работу по развитию этих штаммов бактерий, чтобы производить промышленно значимые количества этиленового газа. Но это открывает двери в новый экологический чистый и безвредный процес производства пластика».

Норт отметил, что этилен — это органическое соединение, которое используется в производстве больше, чем любое другое, и используется в производстве почти всех пластмасс. Сам этилен производится из нефти или природного газа. Некоторые микроорганизмы, производящие этилен, были обнаружены и до этого, но существует препятствие для использования этого процесса, сказал старший автор исследования Роберт Табита, профессор микробиологии в штате Огайо; им всем нужен кислород.

«Кислород плюс этилен взрывоопасен, и это серьезное препятствие для его использования в производстве», — поясняет Табита. «Но обнаруженная нами бактериальная система для производства этилена работает без кислорода, и это дает нам значительное технологическое преимущество».

Исследователи в лаборатории Табиты изучали бактерию под названием Rhodospirillum rubrum и обнаружили, что микробы могут приобретать серу для роста из метилтиоэтанола. «Мы пытались понять, как бактерии делали это, потому что не было известных химических реакций, объясняющих, как этот процесс происходит», — сказал Норт.

Их расследование показало, что бактерии выделяют газы, в том числе этилен. Дальнейшая работа показала, как они это сделали, и что микробы также использовали диметилсульфид для образования метана. Норт признал, что мы не знаем, распространены ли эти механизмы в природе.

Если так, это может помочь объяснить некоторые наблюдения. По словам соавтора исследования Келли Райтон, доцента кафедры почвоведения и растениеводства Университета штата Колорадо, этилен полезен для растений, но в больших количествах вреден.

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

«Теперь, когда мы знаем, как это происходит, мы можем обойти или решить эти проблемы, чтобы этилен не накапливался в почве при наводнении», — добавил Норт. Как и некоторые другие важные открытия, это было случайностью; ученые начали с исследования одного белка, участвующего в микробном метаболизме серы.

«Это был результат, который мы не могли предсказать 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 мог этому поверить?». Это случилось и теперь мы на пороге новой эры в этом направлении, а возможно эти открытия приведут нас к чему-то большему, кто знает.