Algele verzi calcă gazul
Cercetătorii de la Bonn descoperă gena algelor pentru producerea hidrogenului
Fie sub formă de rulouri, ca fulgi crocanți sau „Spaghetti al Pesto di Mare”: industria alimentară este în „călătorie cu alge” și vinde plantele acvatice ca donatori delicioși de energie consumatorilor atenți la sănătate. Dar algele ar putea ajuta și la rezolvarea problemelor noastre energetice în alte moduri: unele dintre ele pot produce hidrogen, care va fi folosit în viitor pentru a conduce mașini sau pentru a alimenta laptopuri. Oamenii de știință de la Universitatea din Bonn au izolat acum gena pentru producția de hidrogen din algele verzi - și au modificat genetic o tulpină de alge, astfel încât să poată produce mai mult de două ori mai mult hidrogen decât până acum.
„Hidrogenul este un bun depozit de energie”, explică Dr. Thomas Happe de la Institutul Botanic de la Universitatea din Bonn, „pentru alge înseamnă o pierdere de energie pentru a elibera hidrogen în mediu”. Diverse alge verzi fac acest lucru numai dacă le forțezi să: Compania californiană Melis Energy, cu care cercetătorii de la Bonn cooperează, le-a pus o dietă cu sulf în acest scop - sulful face parte din multe proteine celulare vitale. Alga își schimbă apoi metabolismul către arzătorul din spate, dar o parte a fotosintezei continuă să ruleze la viteză maximă și generează cantități mari de compuși bogați în energie pe care celulele nu le pot folosi deloc. În cele din urmă „elimină” surplusul de energie sub formă de hidrogen.
Gazul incolor, non-toxic, ar putea să-l facă în curând mare: experții îl consideră sursa de energie a viitorului, care va alimenta mașinile și autobuzele sau va furniza camere digitale, telefoane mobile și laptopuri cu energie electrică ore în șir. Revoluția este posibilă prin dezvoltarea în continuare a celulei de combustibil. În ea, hidrogenul reacționează cu oxigenul din aer pentru a forma apă, generând electricitate, de exemplu pentru a acționa motoare electrice. Avantaj: apa poate fi împărțită înapoi în oxigen și hidrogen prin consumul de energie. Dacă folosiți puterea soarelui pentru a menține acest ciclu, teoretic nu se produc nici măcar poluanți. Și spre deosebire de energia electrică, cum ar fi cea generată de celulele solare, hidrogenul poate fi stocat fără probleme majore - aceasta este singura modalitate de a vă asigura că dispozitivele relevante funcționează și atunci când soarele nu strălucește.
De șaizeci de ani se știe că algele verzi pot, în principiu, să producă oxigen și hidrogen din apă. Sunt ajutați de o proteină celulară, enzima hidrogenază; fotosinteza asigură energia necesară. Happe și echipa sa au reușit să izoleze gena de diferite alge verzi folosind schema hidrogenazei. Oamenii de știință încearcă acum să descifreze structura spațială a enzimei. Așadar, speră să recunoască unde se atașează exact partenerii de reacție la proteină și cum catalizează formarea hidrogenului. Experimentele pentru acest lucru sunt complexe - până acum, cercetătorii din Bonn au lucrat, prin urmare, cu imagini pe computer care sunt destul de apropiate de realitate.
„Hidrogenaza noastră are o structură foarte simplă”, explică biochimistul, „și, desigur, aceasta facilitează înțelegerea modului în care funcționează”. Acesta este motivul pentru care descoperirea lor a avut un mare interes la nivel mondial - mai ales că enzima produce cantități mari de hidrogen. Într-un proiect internațional finanțat de Ministerul Energiei din Japonia, cercetătorii încearcă acum să izoleze atât sistemele de fotosinteză, cât și hidrogenaza de alge albastre și verzi și să le atașeze la membranele artificiale. Atunci când este expus la lumina soarelui, calculul acestora, o astfel de „baterie biochimică” - cu întreținere relativ redusă - ar putea produce hidrogen.
Este mai ușor să exploatezi algele verzi direct pentru producerea de energie - ca „sclavi de bucătărie” unicelulare, ca să spunem așa. Cu toate acestea, sinteza hidrogenului este un mecanism de protecție pentru algele verzi care intră în joc doar în vremuri de „înfometare”. Concentrația de hidrogenază din celulele algelor este în mod corespunzător scăzută - și cu cât este mai mică hidrogenază, cu atât se produce mai puțin hidrogen. Oamenii de știință de la Bonn au conectat, prin urmare, un turbo în amonte de gena hidrogenazei, ceea ce asigură că informațiile genetice sunt citite mai frecvent și că algele produc în consecință mai multe enzime. Cu succes: algele cu turbocompresor produc de două până la trei ori cantitatea de gaz râvnită ca rudele lor din sălbăticie. „Acum trebuie să examinăm mutantul genetic mai îndeaproape”, explică Happe. „Considerăm acest succes ca fiind primul pas către producția pe scară largă de hidrogen.”
Contact mass-media: Dr. Thomas Happe, Grupul de lucru pentru biochimie moleculară, Institutul Botanic și Grădina Botanică, Tel.: 0228/73-2075, Fax: 0228/73-1697, E-mail: [email protected]
Informatii suplimentare:
Caracteristicile acestui comunicat de presă:
Biologie, chimie, tehnologia informației, mare/climă, mediu/ecologie
supraregional
Rezultate de cercetare, proiecte de cercetare
limba germana