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CO2 einfangen: Bakterium bindet mehr Kohlendioxid als Photosynthese

Die Natur fixiert CO2 eigentlich am besten und schönsten, aber in gemächlichem Tempo. Ein neuartiges Bakterium ist viel schneller.
/ Mario Petzold
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Bioreaktor mit dem Bakterium Cupriavidus necator (Bild: MPU f. terrestrische Mikrobiologie/Geisel)
Bioreaktor mit dem Bakterium Cupriavidus necator Bild: MPU f. terrestrische Mikrobiologie/Geisel

Die energieintensive und umstrittene Abscheidung und Speicherung von CO 2 (CCS) gilt aus Ausweg, um trotz der begrenzten Aufnahmefähigkeit von Pflanzen große Mengen des Treibhausgases zu binden. Ein Bakterienstamm, der am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie(öffnet im neuen Fenster) entwickelt wurde, ist speziell für die Speicherung von Kohlenstoffdioxid ausgelegt.

Das gelingt mit künstlichen Zyklen, die dem Calvin-Zyklus der Photosynthese überlegen sind. Cetch-Zyklus oder Theta-Zyklus(öffnet im neuen Fenster) , die bereits 2020 entwickelt wurden, können hingegen deutlich effizienter CO 2 fixieren als dies in Pflanzen möglich wäre. Nun wurde dieser Zyklus in einen lebenden Organismus übertragen. Nachzulesen ist das Ganze in Nature Microbiology(öffnet im neuen Fenster) .

Umprogrammieren eines Bakteriums

Um Ameisensäure, die für zahlreiche chemische Prozesse benötigt wird und auch Energieträger ist, mithilfe von CO 2 zu erhalten, wurde dieser sogenannte reduktive Glycinweg in das Genom eines geeigneten Bakteriums übertragen. Dies wurde für eine höhere Effizienz an verschiedenen Stellen im DNA-Strang durchgeführt.

In einem weiteren Schritt wurden die Bakterien ausgewählt, die besonders gut Kohlenstoffdioxid umsetzten. Im Grunde kam hier eine gezielte Evolution in die gewünschte Richtung hinzu, eine Züchtung.

Mehr Ertrag, aber auch mehr Zeit

In den anschließenden Experimenten war der Ertrag an Biomasse und damit auch die Fixierung von CO 2 um 17 Prozent höher als beim natürlichen Bakterienstamm. Allerdings benötigten die veränderten Organismen mehr Zeit dafür.

Es bleibt also noch einiges zu tun, um effizienter als per Photosynthese mit knapp 1 Milliarde Tonnen zu viel CO 2 in der Atmosphäre umzugehen. Weniger zu emittieren, bleibt wohl vorläufig die erste Wahl.


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