Bakterie pożerają niebezpieczny metan

Bakterie sojusznikami górników! To nie żart. Prof. Zofia Stępniewska, wraz z dr Agnieszką Kuźniar i dr Anną Pytlak z Katedry Biochemii i Chemii Środowiska Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego, opracowały i opatentowały metodę produkcji ektoiny - organicznego związku chemicznego, produkowanego naturalnie przez kilkanaście gatunków bakterii. Rozwijają się one w skrajnie surowych warunkach, na skałach wokół pokładów węgla.

Ze względu na to, że ektoina chroni komórki przed oddziaływaniem szkodliwych czynników, takich jak wysoka temperatura, suchość lub promieniowanie UV, wykorzystuje się ją w przemyśle kosmetycznym i medycznym, m.in. przy radio- i chemioterapii w procesie leczenia niektórych nowotworów. Ponadto ektoina zwiększa immunoodporność na wirusa HIV, a ostatnie badania wskazują nawet, że może być wykorzystywana w terapii przeciwko chorobie Alzheimera. Żeby było ciekawiej, bakterie produkujące ektoinę żywią się... metanem, zmniejszając jego stężenie w kopalnianej atmosferze. I w taki oto sposób sprzyjają bezpieczeństwu pracy górników.

Od Bogdanki...
A wszystko zaczęło się od wizyty lubelskich naukowców w kopalni Bogdanka.

- Poszukiwałyśmy odpowiedzi na pytanie, dlaczego w tej kopalni nie obserwuje się wysokich stężeń metanu, tak bardzo charakterystycznych dla kopalń na Śląsku. W trakcie badań skał okazało się, że pokrywają je aktywne bakterie, których pożywieniem jest metan. Wciąż jednak nurtowało nas pytanie, co sprawia, że żyją one w warunkach małego uwilgotnienia i dużego zasolenia. I na to pytanie wkrótce znalazłyśmy odpowiedź. To sprawa ektoiny - zwraca uwagę prof. Zofia Stępniewska.

Wzięto więc pod lupę również śląskie kopalnie. Tu badania przyniosły już zupełnie inne wyniki.

- Przebadanych zostało przez nas ponad 20 kopalń. Tylko w trzech została stwierdzona obecność tych bakterii. Są to kopalnie Budryk, Zofiówka i Krupiński. Jednak ich aktywność jest tam zdecydowanie mniejsza - opowiada dalej prof. Stępniewska.

Co zatem sprawia, że upodobały sobie właśnie Bogdankę?

Otóż istotną rolę odgrywają w tym względzie warunki geologiczne. Bakterie układają się na skałach wokół pokładów karbońskich. Teraz trzeba będzie sprawdzić, czy będą w stanie zadomowić się w podziemnych wyrobiskach śląskich kopalń.

Nieco tańsza od złota
Ale o sukcesie lubelskich naukowców można mówić już dzisiaj. Obecnie bowiem ektoina pozyskiwana jest przy pomocy skomplikowanej i kosztownej technologii. Wymaga ona przeprowadzenia aż 22 etapów syntezy chemicznej. Stąd też cena rynkowa ektoiny jest zbliżona do ceny złota. Obecnie za jeden jej gram trzeba zapłacić 18 USD. Dla porównania cena 1 g złota jest o dwa dolary niższa. Pojawia się zatem szansa, że produkcja ektoiny stanie się tańsza, ponieważ sam proces jej produkcji uległ uproszczeniu.

- Wystarczy przygotować specjalne podłoże, w tym przypadku mineralne, i wprowadzić do pożywki mineralnej trochę metanu. Wówczas bakterie mogą się namnażać i w trakcie ich rozwoju wewnątrz ich komórek gromadzi się ektoina - wyjaśnia dalej prof. Zofia Stępniewska.

Konieczne są jednak dalsze badania nad wynalazkiem, zarówno w kierunku produkcji ektoiny, jak i wykorzystania bakterii w profilaktyce metanowej. W tym celu powołano konsorcjum, w którego skład wchodzą m.in. Katolicki Uniwersytet Lubelski, Fundacja Rozwoju KUL, Lubelski Węgiel Bogdanka oraz Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu.

Pierwsze wyniki badań, odnoszących się do przemysłowego zastosowania nowej metody zwalczania zagrożenia metanowego, mają być znane jeszcze w tym roku.