炭素を捕捉できるバクテリア

昨年、世界の温室効果ガス排出量が過去最高に達したことを受けて、多くの科学者や世界の指導者らは現在、世界が気候変動目標を達成するためには、炭素を回収して地下に貯蔵できる新技術が必要だと主張している。

そして、自然が強力な解決策を提供してくれると信じている人もいます。 微生物（私たちの周囲に存在するが肉眼では見えない極小の生物）は、炭素を捕捉し、気候に影響を与える上で重要な役割を果たしています。 さらに、花粉媒介者の個体数の激減など、他の環境問題への取り組みにも活用できる可能性があります。

科学者らは最近、シチリア島近くの火山島の沖合で、二酸化炭素（CO2）を「驚くほど早く」食べる微生物、シアノバクテリアの一種を発見した。

ヴルカーノ島は、豊富な CO2 源である水中の熱水噴出孔に囲まれています。 これらの通気口は浅瀬に位置しているため、(深海の通気口とは異なり) 太陽光にさらされます。 これらすべてが、CO2を食料源として使用する微生物の進化に最適な環境を作り出しました。

2022年9月にここで発見された微生物は、「光合成を通じてCO2を非常に効率的に消費している」とワイル・コーネル医科大学とハーバード大学医学部で微生物学を専門とするデータサイエンティストであり、プロジェクトを主導したトゥー・フロンティア・プロジェクトのエグゼクティブ・ディレクターであるブレーデン・ティアニー氏は言う。リサーチ。 このプロジェクトには、ティアニー氏をコンサルタントとして雇用している米国のバイオテクノロジー企業シード・ヘルスが資金提供した。

ティアニー氏は、米国のハーバード大学とコーネル大学、シチリア島のパレルモ大学の研究者チームと協力し、ヴルカーノコミュニティの協力を得て、他の既知のシアノバクテリアよりも早くCO2をバイオマスに変換する微生物を単離した。 結果を概説した研究は今年後半に発表される予定です。

科学者たちは、シチリア島近くの火山島の海岸沖で、CO2を「驚くほど速く」食べる一種のシアノバクテリアを発見した（クレジット・ゲッティイメージズ）

シアノバクテリアは光合成を利用してエネルギーを獲得し、その過程で炭素を捕捉するバクテリアの一種であり、この新株は「これまで報告された中で最も急速に成長するシアノバクテリアの一つである」とティアニー氏は言う。 同氏は、シアノバクテリアが大量の CO2 を吸収し、燃料や生分解性プラスチックなどの有用な資源に変換できることから、シアノバクテリアを「自然の小さな錬金術師」と表現しています。

「初期のデータでは、[この新しい株] が他の最も急速に成長している株よりも 22% 多くのバイオマスを生成することが示されました」とティアニー氏は言います。 密度が増し、重くなるにつれて、微生物は水中に沈み、吸収した二酸化炭素を隔離するのに役立つと彼は言う。

シアノバクテリアの炭素捕捉能力はすでに広く研究されています。 この発見を「本当に注目に値する」のは、シアノバクテリア株がこれほど速い速度でCO2を吸収できるという事実だ、と産業微生物学者で英国バーミンガム大学准教授のヘレン・オニエアカ氏は言う。

「急速にCO2を消費する微生物が研究されていますが、この特定の株の吸収速度は比類のないもののようです」と彼女は言います。

「生きたデータベース」

今年、ティアニーと彼のチームは、さらに炭素を貪る微生物を求めてコロラド州のロッキー山脈にも旅行した。 研究者らによると、この地域は「炭酸泉の活動の温床」であり、溶存二酸化炭素濃度はシチリア島の火山湧出量の最大1000倍も高いという。 ティアニー氏は、ここで「シチリアで実際に観察したものよりもはるかに高いCO2レベル」の微生物株を分離したと述べた。

研究チームは、世界中の他の科学者が利用できる「生きたデータベース」を作成中です。これにより、バンクされた細菌サンプルと DNA 配列を組み合わせることができるため、遠征後も長期間にわたって微生物の研究を続けることができます。

ティアニー氏は、ヴルカノ島での発見は「数十億年の進化に対するわれわれの見方を広げている」と述べている。 微生物にはさまざまな環境条件や惑星の変化に適応する能力があるため、同氏は「それらの進化の過程の中に、私たちが[気候変動]に対処するために必要なツールがあると確信している」と感じている。