Революционно изследване: Цианобактериите като решение за зеленото бъдеще!

Революционно изследване: Цианобактериите като решение за зеленото бъдеще!

На 9 март 2025 г. Катедрата по биология, химия и фармация на Свободния университет в Берлин ще бъде домакин на научните разговори в Далем. Тази серия, която се провежда всеки втори месец, всяка първа сряда от 18:00 ч. в изследователската сграда SupraFAB в Берлин, има за цел да предостави информация за текущи изследователски теми и по-широки научни проекти в университета. Следващата лекция ще бъде на проф. д-р Тимо Нидермайер, който ръководи работна група „Фармацевтична биология” към Института по фармация. Неговата лекция е озаглавена „Токсини и лекарства в околната среда: цианобактерии в природата и в лабораторията“ и подчертава изследванията върху цианобактериите и техните потенциални медицински приложения.

Участието в тези лекции е безплатно; не е необходима предварителна регистрация. Научните дискусии в Далем са важна част от усилията на Freie Universität да позволи на обществеността да участва в най-новите научни открития.

Ролята на цианобактериите в биотехнологиите

Цианобактериите, известни също като синьо-зелени водорасли, играят централна роля в настоящия изследователски фокус, който е в интерфейса на фундаменталните и приложните изследвания в генетиката и микробиологията. Тези прокариоти са уникални, защото са единствените организми, способни на кислородна фотосинтеза. Тази специална способност им позволява да преобразуват светлинната енергия и CO2 във въглехидрати и биомаса. Техният потенциал се признава все повече, особено в областта на зелените биотехнологии. Според това UFZ Целта на изследването е да се получи фундаментално разбиране на процесите, които контролират фотосинтезата и метаболизма в цианобактериите.

Една от основните цели е да се разработят технологии, базирани на уникалните свойства на тези организми. Например, цианобактериите могат да бъдат използвани в бъдеще за устойчиво производство на водород, ценен страничен продукт от техните фотосинтетични дейности. Основният проблем обаче остава ограничената наличност на молекулярни инструменти за генетична манипулация на тези организми.

Предизвикателства и напредък в научните изследвания

Текущо проучване, публикувано в списанието ACS Catalysis от изследователи от Рурски университет Бохум и Технологичния университет в Грац, подчертава предизвикателствата и напредъка в каталитичната употреба на цианобактерии. Проучването показва, че тези организми могат ефективно да преобразуват светлинната енергия в химическа енергия, което ги прави привлекателна цел за биотехнологични приложения. Въпреки това фактори като наличието на светлина и плътността на клетките ограничават широкомащабното технологично внедряване.

Учените са разработили иновативни подходи за подобряване на продуктивността на цианобактериите, включително техники за метаболитно инженерство. Това включва пренасочване на фотосинтетичния електронен поток и изключване на определени гени, за да се сенсибилизират клетките да използват енергията по-ефективно. Изследователите също така работят върху разработването на нови процеси за култивиране на водорасли, като използването на мини-LED и специални геометрии за допълнително повишаване на ефективността.

Интердисциплинарните изследвания се считат за решаващи за интегрирането на всички необходими мерки за промишленото приложение на базирани на водорасли биокатализатори. Институционалното финансиране, като например от Австрийския фонд за насърчаване на научните изследвания, Германската федерална екологична фондация и Nordforsk Nordic Center of Excellence Nordaqua, значително подкрепи напредъка на тези проекти.