Zelené riasy šliapu na plyn
Vedci z Bonnu objavili gén pre riasy na výrobu vodíka
Či už vo forme roliek, ako chrumkavé vločky alebo „Spaghetti al Pesto di Mare“: Potravinársky priemysel je na „výlete rias“ a predáva vodné rastliny ako lahodní darcovia energie spotrebiteľom, ktorí si uvedomujú zdravie. Riasy by však mohli pomôcť vyriešiť naše energetické problémy aj inak: Niektoré z nich môžu vyrábať vodík, ktorý sa v budúcnosti bude používať na pohon automobilov alebo notebookov. Vedci z univerzity v Bonne teraz izolovali gén na výrobu vodíka zo zelených rias - a geneticky modifikovali kmeň rias tak, aby produkoval viac ako dvakrát toľko vodíka ako predtým.
„Vodík je dobrý sklad energie,“ vysvetľuje Dr. Thomas Happe z Botanického ústavu univerzity v Bonne „pre riasy to znamená stratu energie na uvoľnenie vodíka do životného prostredia“. Rôzne zelené riasy to robia, iba ak ich k tomu prinútite: Kalifornská spoločnosť Melis Energy, s ktorou výskumníci z Bonnu spolupracujú, ich na tento účel nasadila na sírovú diétu - síra je súčasťou mnohých životne dôležitých bunkových proteínov. Riasa potom prepne svoj metabolizmus na vedľajší horák, ale časť fotosyntézy pokračuje v plnej rýchlosti a vytvára veľké množstvo vysokoenergetických zlúčenín, ktoré bunky nemôžu vôbec používať. Nakoniec sa „zbavia“ prebytočnej energie vo forme vodíka.
Bezfarebný netoxický plyn by sa čoskoro mohol stať veľkým: Odborníci v ňom vidia zdroj energie budúcnosti, ktorý bude celé hodiny napájať automobily a autobusy alebo dodávať elektrinu digitálnym fotoaparátom, mobilným telefónom a notebookom. Revolúciu umožňuje ďalší vývoj palivových článkov. Vodík v ňom reaguje s kyslíkom vo vzduchu a vytvára vodu, čím vytvára elektrickú energiu - napríklad na pohon elektromotorov. Výhoda: Vodu je možné pomocou energie rozdeliť späť na kyslík a vodík. Ak na udržanie tohto cyklu využijete slnečnú energiu, teoreticky nevznikajú ani znečisťujúce látky. A na rozdiel od elektrickej energie, ako je energia generovaná solárnymi článkami, je možné vodík skladovať bez väčších problémov - iba tak je možné zabezpečiť, aby príslušné zariadenia fungovali, aj keď nesvieti slnko.
Už šesťdesiat rokov je známe, že zelené riasy môžu v zásade produkovať kyslík a vodík z vody. Pomáha im bunkový proteín, enzým hydrogenáza; fotosyntéza dodáva potrebnú energiu. Happovi a jeho tímu sa podarilo izolovať gén z rôznych zelených rias pomocou plánu hydrogenázy. Vedci sa teraz snažia dešifrovať priestorovú štruktúru enzýmu. Dúfajú, že rozpoznajú, kde presne sa reaktanty pripájajú k proteínu a ako katalyzuje tvorbu vodíka. Experimenty s tým sú komplexné - vedci v Bonne preto doteraz pracovali s počítačovými obrazmi, ktoré sú celkom podobné realite.
„Naša hydrogenáza má veľmi jednoduchú štruktúru,“ vysvetľuje biochemik, „a samozrejme to uľahčuje pochopenie jej fungovania.“ Preto sa ich nález na celom svete stretol s veľkým záujmom - najmä preto, že tento enzým produkuje veľké množstvo vodíka. V medzinárodnom projekte financovanom japonským ministerstvom energetiky sa vedci teraz snažia izolovať fotosyntetické systémy aj hydrogenázu od modrej a zelenej riasy a pripevniť ich na umelé membrány. Keď je vystavený slnečnému žiareniu, tak ich výpočet môže takáto - biochemická batéria s relatívne nízkou údržbou - produkovať vodík.
Zelené riasy je ľahšie využiť priamo na výrobu energie - takpovediac ako jednobunkoví „lodní otroci“. Syntéza vodíka je však ochranným mechanizmom pre zelené riasy, ktorý prichádza do hry iba v čase „hladovania“. Koncentrácia hydrogenázy v bunkách rias je zodpovedajúcim spôsobom nízka - a čím menej je prítomná hydrogenáza, tým menej sa produkuje vodík. Bonnskí vedci preto pripojili turbo pred génom pre hydrogenázu, čo zaisťuje, že sa genetické informácie čítajú častejšie a riasy produkujú zodpovedajúcim spôsobom viac enzýmov. S úspechom: riasy s turbodúchadlom produkujú dvakrát až trikrát väčšie množstvo vytúženého plynu ako ich príbuzní z voľnej prírody. „Teraz musíme podrobnejšie geneticky preskúmať mutanta,“ vysvetľuje Happe. „Tento úspech považujeme za prvý krok k rozsiahlej výrobe vodíka.“
Kontakt pre médiá: Dr. Thomas Happe, pracovná skupina pre molekulárnu biochémiu, Botanický ústav a botanická záhrada, tel .: 0228/73-2075, fax: 0228/73-1697, e-mail: [email protected]
Ďalšie informácie:
Vlastnosti tejto tlačovej správy:
Biológia, chémia, informačné technológie, more/podnebie, životné prostredie/ekológia
nadregionálny
Výsledky výskumu, výskumné projekty
Nemecky