اشریشیا كُلی (Escherichia coli) یا به اختصار ای.كلی (E.coli) نوعی باكتری گرم منفی ساكن روده انسان است. اغلب گونه‌های این‌باكتری بی‌ضرر بوده و ‌گزینه اصلی تحقیقات آزمایشگاهی به شمار می‌آید. ای.كلی برای رشد از گلوكز و در نبود آن از لاكتوز (قند شیر) تغذیه می‌كند. پژوهشگران به‌تازگی سویه‌ آزمایشگاهی این باكتری را تولید‌كرده‌اند كه به جای قند از دی‌اكسیدكربن برای تامین انرژی استفاده می‌كند.
دانشمندان می‌گویند این‌دستاورد كه سازوكار درونی یكی از مهم‌ترین موجودات زنده را تغییر می‌دهد، نقطه عطفی در علم است و در آینده می‌توان از آن برای تولید سوخت یا محصولات غذایی استفاده كرد. ضمن آن‌كه این محصولات در مقایسه با روش‌های مرسوم تولید گازهای گلخانه‌ای  كمتری دارند و حتی قادر به جذب آن خواهند ‌بود. نتایج این پژوهش به تازگی در مجله سل (به معنی سلول) منتشر شده است.
گیاهان و سیانوباكترهای فتوسنتزی (میكروب‌های آبزی كه اكسیژن تولید می‌كنند) از انرژی ناشی از نور برای تبدیل دی‌اكسیدكربن به كربن استفاده می‌كنند. كربن عنصری است كه در واحدهای ساختاری حیات مثل دی‌ان‌ای  و پروتئین‌ وجود دارد. اصلاح و مهندسی ژنتیكی این‌ درشت‌مولكول‌ها كار آسانی نیست. در مقابل، مهندسی‌كردن باكتری ای.كلی نسبتا آسان است. این‌باكتری رشد سریعی دارد و می‌توان تغییرات آن را به سرعت آزمود و به حالت بهینه ژنتیكی رساند.
در ده سال گذشته ران میلو، زیست‌شناس سامانه‌های زیستی به همراه تیمش در مؤسسه علوم وایزمن برای بررسی و تغییر رژیم غذایی این‌باكتری تلاش كرده‌اند. آنها سال 1395 موفق‌شدند به سویه‌ای  از ای.كلی دست‌یابند كه مصرف دی‌اكسیدكربن تنها بخش كوچكی از رژیم غذایی‌ آن بود. این‌‌دانشمندان در آخرین طرح تحقیقاتی‌خود به گونه‌ای  از ای.کلی دست یافتند که تمام کربن خود را از دی‌اکسیدکربن می‌گیرد. آنها برای این‌کار ابتدا ژنی را وارد باکتری کردند که کدکننده آنزیمی است که موجودات فتوسنتزکننده را قادر می‌سازد دی‌اکسیدکربن را به کربن آلی تبدیل کنند. گیاهان و سیانوباکترها انرژی لازم برای این‌تبدیل را از نور می‌گیرند اما این‌کار برای ای.کلی امکان‌پذیر نیست.
تیم میلو برای حل این‌مشکل، ژنی را به باکتری افزودند که به آن امکان می‌داد انرژی مورد نیازش را از مولکول آلی فرمات تامین کند. با‌ این وجود رژیم غذایی این باکتری از قند به دی‌اکسیدکربن تغییر نکرد. آنها سپس نسل‌های متوالی ای.کلی اصلاح‌شده را در آزمایشگاه کشت کردند و مرتب با کاستن از غذای قندی‌شان بر میزان غذایی دی‌اکسیدکربن، 250 برابر غلیظ‌تر از دی‌اکسیدکربن موجود در جو زمین افزودند. به این امید که با تغییر ژنتیکی، این‌باکتری را با رژیم غذایی جدید سازگار کنند. این تلاش‌ها با گذشت 200 روز نتیجه بخشید و نخستین سلول‌های تغذیه‌کننده کامل از دی‌اکسیدکربن ظاهر شدند.
میلو و تیمش امیدوارند بتوانند سرعت رشد این باکتری‌ها را افزایش دهند و مصرف غذایی دی‌اکسیدکربن مورد نیاز برای زندگی‌شان را کم‌کنند. آنها همچنین می‌کوشند علت تغییر تغذیه‌ای  ای.کلی را درک کنند. به نظر می‌رسد تغییر در 11 ژن، علت این توانایی باشد که نیاز به پژوهش بیشتر دارد.
چرچیل کرفلد، مهندس زیست دانشگاه میشیگان می‌گوید: «این‌کار نقطه عطفی است که قدرت تلفیق مهندسی و زیست‌شناسی تکاملی برای بهبود فرآیندهای طبیعی را نشان می‌دهد.»  
پیش از این از ای.کلی برای ساخت نمونه‌های مصنوعی مفیدی مانند انسولین و هورمون رشد انسانی استفاده می‌شد. میلو امیدوار است توسعه تولیدات باکتری حتی سوخت‌های تجدید‌پذیر و غذا ممکن شود. هرچند چنین پیشرفت‌هایی به زودی به دست نمی‌آید.
منبع: Nature