Поиски по сокращению в атмосфере углекислого газа дают порой поразительные находки, которые со временем можно применять на практике. Так недавно учёные нашли бактерию, которая превращает СО2 в твёрдый кальцит. В лаборатории механики грунтов (EPFL) Университета прикладных наук и искусств Южной Швейцарии (SUPSI) и стартапа EPFL Medusoil SA продемонстрировали, что Bacillus megaterium — устойчивый космополитичный микроорганизм, встречающийся в почве, пресноводных и морских средах и на поверхности растений — способен минерализовывать углекислый газ, превращая его в карбонат кальция (CaCO₃). Это минерал, из которого в основном состоит известняк, гипс и мрамор.

Учёные отмечают не только сам по себе биохимический эффект, но и качество полученного минерала. В условиях высокого содержания углекислоты B. megaterium в ходе эволюции изменил свою метаболическую стратегию. С помощью фермента карбоангидразы он превращает CO2 в гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2, который затем вступает в реакцию со свободными ионами Ca2+, образуя твёрдый кальцит. Удивительно, но во время экспериментов 94% полученного минерала получено непосредственно из CO2, а не из соединений на основе азота, таких как мочевина. Известно, что десятки бактерий обладают потенциалом минерализации органических веществ. Уникальность экспериментов с B. megaterium заключается в том, что кристаллическое вещество можно получить непосредственно из углекислого газа.

Исследование ярко демонстрирует, как экологическая микробиология в сочетании с передовыми лабораторными методами может выявить механизмы, которые в противном случае оставались бы скрытыми. Мочевина, меченая углеродом−13, стала ключом к отслеживанию происхождения углерода в минерале. Это позволило учёным с высокой точностью количественно оценить микробные пути кристаллизации. Данная работа – отличный пример того, как междисциплинарные подходы, объединяющие микробиологию, геохимию и материаловедение, могут привести к важным открытиям, практическое значение которых обязательно проявится в ближайшем будущем.

Промышленное внедрение новой технологии поможет убить двух зайцев — ограничить использование невозобновляемых природных ресурсов и сократить содержание в атмосфере CO2 — основного фактора парникового эффекта и глобального потепления. Главное — снизить себестоимость произведенных строительных материалов по сравнению с затратами на лабораторные опыты.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.