Zöld alga lép a gázra
A bonni kutatók algák gént fedeznek fel a hidrogéntermeléshez
Akár tekercs formájában, akár ropogós pelyheként, akár "Spaghetti al Pesto di Mare" néven: Az élelmiszeripar "algatúrán van", és a vízinövényeket finom energiaadományozóként értékesíti az egészségtudatos fogyasztóknak. De az algák más módon is segíthetnek energiaproblémáink megoldásában: Némelyikük hidrogént képes előállítani, amelyet a jövőben autók vagy laptopok meghajtására használnak fel. A bonni egyetem tudósai most izolálták a zöld algákból a hidrogéntermelés génjét - és genetikailag módosítottak egy algatörzset, hogy az kétszer annyi hidrogént termeljen, mint korábban.
"A hidrogén jó energiatároló" - magyarázza dr. Thomas Happe a Bonni Egyetem Növénytani Intézetéből "az algák számára energiaveszteséget jelent a hidrogén környezetbe juttatásához". Különböző zöldalgák csak akkor teszik ezt, ha rákényszerítik őket: A kaliforniai Melis Energy vállalat, amellyel a bonni kutatók együttműködnek, kéndiétát folytatott erre a célra - a kén sok létfontosságú sejtfehérje része. Az algák ezután anyagcseréjét a hátsó égőre kapcsolja, de a fotoszintézis egy része továbbra is teljes sebességgel folyik, és nagy mennyiségű energiában gazdag vegyületet generál, amelyet a sejtek egyáltalán nem tudnak felhasználni. Végül hidrogén formájában "ártalmatlanítják" a felesleges energiát.
A színtelen, nem mérgező gáz hamarosan naggyá teheti: A szakértők a jövő energiaforrásaként tekintenek rá, amely autókat és buszokat táplál, vagy órákig ellátja a digitális fényképezőgépeket, mobiltelefonokat és laptopokat. A forradalmat az üzemanyagcella további fejlesztése teszi lehetővé. Ebben a hidrogén a levegőben lévő oxigénnel reagálva vizet képez, és ennek során áramot termel - például elektromos motorok meghajtására. Előny: A vizet energiafogyasztással oxigénné és hidrogénné lehet osztani. Ha a nap erejét használja e ciklus fenntartására, elméletileg még szennyező anyagok sem keletkeznek. És ellentétben az elektromos energiával, például a napelemek által termelt energiával, a hidrogént nagyobb problémák nélkül lehet tárolni - ez az egyetlen módja annak, hogy a megfelelő eszközök akkor is működjenek, ha a nap nem süt.
Hatvan éve ismert, hogy a zöldalgák elvben oxigént és hidrogént képesek előállítani a vízből. Segít nekik egy sejtfehérje, a hidrogenáz enzim; a fotoszintézis biztosítja a szükséges energiát. Happe-nak és csapatának sikerült elkülöníteni a gént a különböző zöldalgáktól a hidrogenáz-terv segítségével. A tudósok most megpróbálják megfejteni az enzim térszerkezetét. Remélik, hogy felismerik, hogy a reagensek pontosan hol kapcsolódnak a fehérjéhez, és hogyan katalizálja a hidrogén képződését. Az erre irányuló kísérletek időigényesek - a bonni kutatók ezért eddig a valósághoz meglehetősen közel álló számítógépes képekkel dolgoztak.
"A hidrogénázunk nagyon egyszerű szerkezettel rendelkezik - magyarázza a biokémikus -, és ez természetesen megkönnyíti a működésének megértését." Éppen ezért leletük nagy érdeklődésre tett szert világszerte - főleg, hogy az enzim nagy mennyiségű hidrogént termel. A japán energiaügyi minisztérium által finanszírozott nemzetközi projektben a kutatók most mind a fotoszintézis rendszereket, mind a hidrogénázt megpróbálják elkülöníteni a kék és zöld algáktól, és mesterséges membránokhoz kötni. Ha napfénynek van kitéve, így számításaik szerint egy ilyen - viszonylag kevés karbantartást igénylő - "biokémiai elem" hidrogént képes előállítani.
Könnyebb a zöld algákat közvetlenül hasznosítani az energiatermelés érdekében - úgymond egysejtű "gályarabszolgaként". A hidrogénszintézis azonban a zöld algák védőmechanizmusa, amely csak az "éhezés" idején játszik szerepet. Az algasejtekben a hidrogénáz-koncentráció ennek megfelelően alacsony - és minél kevesebb hidrogénáz van jelen, annál kevesebb hidrogén keletkezik. A bonni tudósok ezért összekötöttek egy turbót a hidrogénáz gén előtt, ami biztosítja, hogy a genetikai információkat gyakrabban olvassák, és az algák ennek megfelelően több enzimet termeljenek. Sikerrel: a turbófeltöltővel rendelkező algák a hőn áhított gázmennyiség kétszer-háromszorosát termelik, mint rokonai a vadonban. "Most genetikailag közelebbről kell megvizsgálnunk a mutánt" - magyarázza Happe. "Ezt a sikert az első lépésnek tekintjük a hidrogén nagyméretű előállítása felé."
Média kapcsolattartó: Dr. Thomas Happe, Molekuláris Biokémia Munkacsoport, Növénytani Intézet és Botanikus Kert, Tel .: 0228/73-2075, Fax: 0228/73-1697, E-mail: [email protected]
További információ:
A sajtóközlemény jellemzői:
Biológia, kémia, informatika, tenger/éghajlat, környezet/ökológia
régiónkénti
Kutatási eredmények, kutatási projektek
német