Revolutsiooniline uurimus: tsüanobakterid kui rohelise tuleviku lahendus!

Revolutsiooniline uurimus: tsüanobakterid kui rohelise tuleviku lahendus!

9. märtsil 2025 toimub Berliini Vabaülikooli bioloogia, keemia ja farmaatsia osakonnas Dahlem Science Talks. See sari, mis toimub igal teisel kuul esimesel kolmapäeval kell 18. Berliinis SupraFABi teadushoones, mille eesmärk on anda ülevaade ülikooli aktuaalsetest uurimisteemadest ja laiematest teadusprojektidest. Järgmiseks loenguks on prof dr Timo Niedermeyer, kes juhib Farmaatsia Instituudi “Farmaatsiabioloogia” töörühma. Tema kõne kannab pealkirja “Keskkonnatoksiinid ja ravimid: tsüanobakterid looduses ja laboris” ning tõstab esile tsüanobakterite ja nende võimalike meditsiiniliste rakenduste alast uuringuid.

Nendel loengutel osalemine on tasuta; eelnev registreerimine pole vajalik. Dahlemi teaduse arutelud on oluline osa Freie Universitäti jõupingutustest, et võimaldada avalikkusel osaleda viimastes uurimistulemustes.

Tsüanobakterite roll biotehnoloogias

Tsüanobakterid, tuntud ka kui sinivetikad, mängivad keskset rolli praeguses uurimistöös, mis on geneetika ja mikrobioloogia alus- ja rakendusuuringute kokkupuutepunktis. Need prokarüootid on ainulaadsed, kuna nad on ainsad organismid, mis on võimelised hapnikufotosünteesiks. See eriline võime võimaldab neil valgusenergiat ja CO2 muuta süsivesikuteks ja biomassiks. Nende potentsiaali tunnustatakse üha enam, eriti rohelise biotehnoloogia valdkonnas. Selle järgi UFZ Uurimistöö eesmärk on saada fundamentaalne arusaam tsüanobakterite fotosünteesi ja ainevahetust kontrollivatest protsessidest.

Üks peamisi eesmärke on nende organismide ainulaadsetel omadustel põhinevate tehnoloogiate väljatöötamine. Näiteks võiks tsüanobaktereid tulevikus kasutada säästvaks vesiniku tootmiseks, mis on nende fotosünteesitegevuse väärtuslik kõrvalsaadus. Peamiseks probleemiks jääb aga molekulaarsete tööriistade piiratud kättesaadavus nende organismide geneetiliseks manipuleerimiseks.

Väljakutsed ja edusammud uurimistöös

Praegune uuring, mis on avaldatud ajakirjas ACS Catalysis, mille on avaldanud teadlased aadressil Ruhri ülikool Bochumis ja Grazi Tehnikaülikool, toob esile väljakutsed ja edusammud tsüanobakterite katalüütilise kasutamise vallas. Uuring näitab, et need organismid suudavad valgusenergiat tõhusalt muuta keemiliseks energiaks, muutes need biotehnoloogiliste rakenduste jaoks atraktiivseks sihtmärgiks. Sellised tegurid nagu valguse kättesaadavus ja rakkude tihedus piiravad aga laiaulatuslikku tehnoloogilist rakendamist.

Teadlased on välja töötanud uuenduslikud lähenemisviisid tsüanobakterite produktiivsuse parandamiseks, sealhulgas metaboolsed tehnikad. See hõlmab fotosünteetiliste elektronide voolu ümbersuunamist ja teatud geenide väljalülitamist, et sensibiliseerida rakke energiat tõhusamalt kasutama. Teadlased tegelevad ka uute vetikate kasvatamise protsesside väljatöötamisega, näiteks mini-LED-ide ja spetsiaalsete geomeetriate kasutamisega, et tõhusust veelgi tõsta.

Interdistsiplinaarseid uuringuid peetakse ülioluliseks kõigi vetikatel põhinevate biokatalüsaatorite tööstuslikuks kasutamiseks vajalike meetmete integreerimiseks. Nende projektide edenemist on oluliselt toetanud institutsiooniline rahastamine, nagu Austria teadusuuringute edendamise fond, Saksamaa Föderaalne Keskkonnafond ja Nordforsk Põhjamaade tippkeskus Nordaqua.