Vallankumouksellinen tutkimus: syanobakteerit ratkaisuna vihreään tulevaisuuteen!

Vallankumouksellinen tutkimus: syanobakteerit ratkaisuna vihreään tulevaisuuteen!

9. maaliskuuta 2025 Berliinin vapaan yliopiston biologian, kemian ja farmasian laitos isännöi Dahlem Science Talks -tapahtumaa. Tämä sarja, joka järjestetään joka toinen kuukausi ensimmäisenä keskiviikkona klo 18. Berliinin SupraFAB-tutkimusrakennuksessa, tavoitteena on tarjota näkemyksiä ajankohtaisista tutkimusaiheista ja laajemmista tieteellisistä projekteista yliopistossa. Seuraava luento on professori tri Timo Niedermeyer, joka johtaa Farmasian instituutin Farmaseuttinen biologia -työryhmää. Hänen puheensa on nimeltään "Ympäristötoksiinit ja -lääkkeet: syanobakteerit luonnossa ja laboratoriossa", ja se korostaa sinilevien tutkimusta ja niiden mahdollisia lääketieteellisiä sovelluksia.

Näille luennoille osallistuminen on ilmaista; ennakkoilmoittautumista ei vaadita. Dahlemin tiedekeskustelut ovat tärkeä osa Freie Universitätin pyrkimyksiä antaa yleisölle mahdollisuuden osallistua uusimpiin tutkimustuloksiin.

Syanobakteerien rooli biotekniikassa

Syanobakteerit, jotka tunnetaan myös nimellä sinilevä, ovat keskeisessä roolissa nykyisessä tutkimuskohteessa, joka on genetiikan ja mikrobiologian perus- ja soveltavan tutkimuksen rajapinnassa. Nämä prokaryootit ovat ainutlaatuisia, koska ne ovat ainoat organismit, jotka pystyvät happifotosynteesiin. Tämän erityisen kyvyn ansiosta he voivat muuntaa valoenergiaa ja CO2:ta hiilihydraatiksi ja biomassaksi. Niiden potentiaali tunnustetaan yhä enemmän, erityisesti vihreän biotekniikan alalla. Sen mukaan UFZ Tutkimuksen tavoitteena on saada perusteellinen käsitys syanobakteerien fotosynteesiä ja aineenvaihduntaa säätelevistä prosesseista.

Yksi keskeisistä tavoitteista on kehittää teknologioita, jotka perustuvat näiden organismien ainutlaatuisiin ominaisuuksiin. Esimerkiksi sinileviä voitaisiin käyttää tulevaisuudessa kestävään vedyn tuotantoon, joka on niiden fotosynteettisen toiminnan arvokas sivutuote. Suurin ongelma on kuitenkin edelleen näiden organismien geneettiseen manipulointiin tarkoitettujen molekyylityökalujen rajallinen saatavuus.

Tutkimuksen haasteet ja edistysaskeleet

Nykyinen tutkimus, joka julkaistiin ACS Catalysis -lehdessä Ruhrin yliopisto Bochum ja Grazin teknillinen yliopisto, korostaa syanobakteerien katalyyttisen käytön haasteita ja edistysaskeleita. Tutkimus osoittaa, että nämä organismit voivat tehokkaasti muuntaa valoenergiaa kemialliseksi energiaksi, mikä tekee niistä houkuttelevan kohteen bioteknologisille sovelluksille. Valon saatavuus ja solutiheys rajoittavat kuitenkin laajamittaista teknologista toteutusta.

Tutkijat ovat kehittäneet innovatiivisia lähestymistapoja syanobakteerien tuottavuuden parantamiseen, mukaan lukien aineenvaihduntatekniikat. Tämä edellyttää fotosynteettisen elektronivirran uudelleensuuntaamista ja tiettyjen geenien sammuttamista solujen herkittamiseksi käyttämään energiaa tehokkaammin. Tutkijat kehittävät myös uusia leväviljelymenetelmiä, kuten mini-LED-valojen ja erikoisgeometrioiden käyttöä tehokkuuden lisäämiseksi.

Tieteidenvälistä tutkimusta pidetään ratkaisevan tärkeänä, jotta voidaan integroida kaikki tarvittavat toimenpiteet leväpohjaisten biokatalyyttien teolliseen soveltamiseen. Instituutiorahoitus, kuten Itävallan tieteellisen tutkimuksen edistämisrahasto, Saksan ympäristösäätiö ja Nordforsk Nordic Excellence Center Nordaqua, ovat tukeneet merkittävästi näiden hankkeiden etenemistä.