Čudesni svet mikroorganizama
19. jun 2009.
U pećini Paulina tokom cele godine vlada ista temperatura – oko 6 stepeni Celzijusa. Nalazi se u brdima nekih dva sata vožnje od Beča.
Krista Šleper i njena saradnica Marija Turna, opremljene rudarskim šlemovima i lampama, provlače se kroz niski “hodnik” pećine. Šleper je mikrobiolog na odeljenju za Ekogenetiku Univerziteta u Beču:
“Tražimo mikroorganizme, takozvane biofilmove. To je zapravo sluz koju čine nagomilane bakterije.”
Te zajednice mikroorganizama treba pomnije istražiti: Koje bakterije sadrže? Kako mogu da prežive na jednom tako surovom mestu kao što je zid mračne pećine? Kakav im je metabolizam, kakve materije su tu u igri?
Pogled joj se zaustavlja na jednoj crnoj mrlji na steni.
“Ovo je odličan biofilm - to sam tražila! Veoma dobra biomasa. Vidiš ovo, debeo sloj sluzi. Odatle možemo da uzmemo veliki uzorak.”
Metalnom špahtlom (lopaticom) grebe po zidu, skida sloj sluzi i stavlja ga u sterilnu plastičnu epruvetu.
“U mikrobiologoiji je interesantno to što većinu mikroorganizama ne poznajemo”.
Enzimi za pranje veša
Da bi došla do njih, Krista Šleper izoluje ceo genetski materijal uzorka – a to je nepregledna mešavina manjih i većih sekvenci DNK. Kasnije se ti delići DNK ubace u jednu laboratorijsku bakteriju i smeste u zamrzivač. Na taj način se stvara banka gena koji se i kasnije mogu istraživati, po potrebi.
“Želimo da principijelno razumemo ulogu mikroorganizma u prirodi. Znamo da ih ima mnogo. To smo naučili u proteklih 20 godina uz pomoć tehnika molekularne biologije. Sada želimo da saznamo koji su to igrači najvažniji u za nas relevantnim procesima.”
Banke gena iz uzoraka mogu da se koriste i za proizvodnju ekoloških hemikalija.
Jirgen Ek iz firme “Brain” u uzorcima koje je sakupila Krista Šleper traži enzime pomoću kojih bi hemijske supstance mogle da se proizvedu biološkim putem:
“Iz zamrzivača uzimamo banke gena i sistematski tražimo na primer enzime za pranje veša ili enzime za sintezu hemikalija.”
Velike šanse da se nađe šta se traži
Na primer, samo u lopati šumskog tla nalaze se milioni sekvenci DNK. U gramu zemlje ima između 8000 i 10.000 različitih mikroorganizama. Oni opet u sebi sadrže hiljade gena – šema za izgradnju enzima. U potrazi za određenim metaboličkim sposobnostima, naučnici moraju da pretraže tu nepreglednu masu, uglavnom nepoznatih gena.
Šanse da nađu ono što traže veoma su velike. Jer, metaboličke sposobnosti mikroorganizama su ogromne.
“Kada posmatrate bakterije, vidite 3 i po milijarde godina evolucije. Za te 3 i po milijarde godina bakterije su osvojile svaki mogući prostor na zemlji – hladan i vruć, sa malo supstrata šećera do sasvim čudnovatih supstrata. Imate organizme koji žive samo od ugljen dioksida i nešto sumpora! Od toga su u stanju da prave aminokiseline, da sintetišu osnovni materijal života uopšte! Sad shvatate koliko su mikroorganizmi ispred naše hemije!”
Biotehnolozi su već otkrili jedan specijalan enzim za pranje veša, koji je u stanju da razgradi proteine koji se nalaze u većini fleka – i to pri niskim temperaturama. Sredstva za pranje veša koja sadrže taj enzim otklanjaju fleke već pri temperaturi od 15 do 20 stepeni.
Bakterije za proizvodnju antifriza
Ili, evo još jednog projekta. Uz pomoć jednog gena izdvojenog iz uzoraka, laboratorijske bakterije su u stanju da proizvedu “antifriz”. Bakterije samo treba hraniti šećerom! Do sada se “antifriz” koji se koristi u avionima i automobilima proizvodio isključivo od sirove nafte.
“U stanju smo da pravimo procese koristeći enzime koji generišu malo otpada, koji funkcionišu na niskim temperaturama, koji koriste malo energije… Sve to nudi svet mikroorganizama, priroda. Naš koncept je da taj potencijal proučimo i pripremimo za industriju.”
Jirgen Ek je tokom svog naučnog rada razvio iskreno poštovanje prema metaboličkim sposobnostima mikro organizama:
“Zaista, navikli smo da gledamo na svet antropocentrično, odozgo… Mi ljudi kao kruna svega što postoji. Negde na kraju, na dnu te lestvice su crvi… Glupi crvi, mislimo… Ali, pravu umetnost sinteze poznaju samo mikroorganizmi“.
I, zbog toga je čovek toliko zavistan od nevidljive mikroflore, u njemu i oko njega. Jer bez nje - čovek uopšte ne bi bio sposoban za život.
Autorke: Verena fon Keic / Dijana Roščić
Odgovorna urednica: Sanja Blagojević