Vědci odemkli klíč k přeměně řas na ropu

Všechny Novinky

Podmořské řasy by se mohly stát palivem budoucnosti - a produkce cenného oleje by nevyžadovala žádnou ornou půdu ani lidskou pitnou vodu.


Mechanismus syntézy oleje v buňkách mikrořas odhalil japonský výzkumný tým vedený profesorem Hasunumou Tomohisou a akademickým výzkumníkem Kato Yuichim, oba z Kobe University Graduate School of Science, Technology and Innovation.

Množství biomasy na Zemi je přibližně 10krát větší než množství energie, kterou v současné době spotřebováváme. Zhruba polovina tohoto přírodního materiálu roste ve vodním prostředí.

PŘEKONTROLOVAT: Dospívající dívka přemění plastový odpad na biopalivo za milion dolarů

Mikrořasy jsou vyráběny kombinací světla, vody, oxidu uhličitého a malého množství minerálů. Jejich buňky se rychle dělí, což znamená, že je lze sklízet rychleji než pozemní biomasy, jako je cukr nebo kukuřice. Řasy lze také sklízet celoročně, což potenciálně nabízí stabilnější přísun energie.


Mnoho druhů řas je schopno produkovat velké množství oleje (lipidů), ale toto je poprvé, co vědci zachytili metabolické změny, ke kterým dochází na molekulární úrovni, když se lipidy produkují v buňkách řas.

Skupina profesora Hasunumy se zaměřením na mořské řasy zjistila, že JSC4, nový druh zelené řasy sklizené z brakické vody, kombinuje vysokou rychlost růstu s vysokou hladinou lipidů. Výzkumný tým vyvinul analytickou metodu nazvanou „dynamické metabolické profilování“ a použil ji k analýze JSC4 a zjištění, jak tento druh produkuje ve svých buňkách olej.


PŘÍBUZNÝ: Lidé ochotní zaplatit o 11% více za nová biopaliva, která pomáhají Zemi

Tým profesora Hasunumy inkuboval JSC4 s oxidem uhličitým jako jediným zdrojem uhlíku. 4 dny po začátku inkubace tvořilo více než 55% buněčné hmotnosti sacharidy. Když slaná voda obsahovala 1–2% inkubační kapaliny, tým zaznamenal pokles sacharidů a zvýšení oleje a 7 dní po zahájení inkubace se z oleje stalo více než 45% hmotnosti buněk.

S vysokou rychlostí růstu buněk dosáhla produkce lipidů v kultivačním řešení JSC4 rychlosti, která výrazně předčila předchozí experimenty. Na začátku kultivačního období byly v buňkách pozorovány částice škrobu, ale ve slané vodě tyto částice mizí a jsou vidět četné kapičky oleje.

Pomocí dynamického metabolického profilování skupina zjistila, že biosyntetická dráha cukru (aktivovaná při výrobě škrobu) se zpomaluje a aktivuje se dráha pro syntézu triacylglycerolu, který je součástí oleje. Jinými slovy, přidání mořské vody změnilo cestu od škrobu k produkci ropy. Objasnili také, že aktivace enzymu, který štěpí škrob, se zvyšuje v roztoku slané vody.


Objev tohoto metabolického mechanismu není jen důležitým biologickým nálezem, lze jej také použít ke zvýšení produkce biopaliva zlepšením metod pěstování řas. Na základě těchto zjištění bude tým pokračovat v hledání způsobů, jak zvýšit udržitelnou produkci ropy vývojem efektivnějších kultivačních metod a pomocí genetického inženýrství.

Růst určité pozitivity: Klikněte a sdílejte