Revolučný výskum: Sinice ako riešenie pre zelenú budúcnosť!

Revolučný výskum: Sinice ako riešenie pre zelenú budúcnosť!

Dňa 9. marca 2025 sa na Katedre biológie, chémie a farmácie na Slobodnej univerzite v Berlíne uskutoční Dahlem Science Talks. Táto séria, ktorá sa koná každý druhý mesiac prvú stredu o 18.00 hod. vo výskumnej budove SupraFAB v Berlíne si kladie za cieľ poskytnúť pohľad na aktuálne výskumné témy a širšie vedecké projekty na univerzite. Ďalšou prednáškou bude Prof. Dr. Timo Niedermeyer, ktorý vedie pracovnú skupinu „Farmaceutická biológia“ na Inštitúte farmácie. Jeho prednáška má názov „Environmentálne toxíny a drogy: Sinice v prírode a v laboratóriu“ a zdôrazňuje výskum cyanobaktérií a ich potenciálnych medicínskych aplikácií.

Účasť na týchto prednáškach je bezplatná; predchádzajúca registrácia nie je potrebná. Vedecké diskusie v Dahleme sú dôležitou súčasťou úsilia Freie Universität umožniť verejnosti zúčastniť sa na najnovších zisteniach výskumu.

Úloha cyanobaktérií v biotechnológiách

Sinice, známe aj ako modrozelené riasy, zohrávajú ústrednú úlohu v súčasnom výskumnom zameraní, ktoré je na rozhraní základného a aplikovaného výskumu v genetike a mikrobiológii. Tieto prokaryoty sú jedinečné, pretože sú jedinými organizmami schopnými kyslíkovej fotosyntézy. Táto špeciálna schopnosť im umožňuje premieňať svetelnú energiu a CO2 na sacharidy a biomasu. Ich potenciál je čoraz viac uznávaný najmä v oblasti zelených biotechnológií. Podľa toho UFZ Cieľom výskumu je získať základné poznatky o procesoch, ktoré riadia fotosyntézu a metabolizmus v cyanobaktériách.

Jedným z kľúčových cieľov je vývoj technológií založených na jedinečných vlastnostiach týchto organizmov. Sinice by sa napríklad mohli v budúcnosti využiť na udržateľnú výrobu vodíka, ktorý je cenným vedľajším produktom ich fotosyntetických aktivít. Hlavným problémom však zostáva obmedzená dostupnosť molekulárnych nástrojov na genetickú manipuláciu týchto organizmov.

Výzvy a pokroky vo výskume

Aktuálna štúdia publikovaná v časopise ACS Catalysis od výskumníkov na Ruhr University Bochum a Technická univerzita v Grazi, zdôrazňuje výzvy a pokroky v katalytickom využití cyanobaktérií. Štúdia ukazuje, že tieto organizmy dokážu efektívne premieňať svetelnú energiu na chemickú energiu, čo z nich robí atraktívny cieľ pre biotechnologické aplikácie. Faktory ako dostupnosť svetla a hustota buniek však obmedzujú technologickú implementáciu vo veľkom meradle.

Vedci vyvinuli inovatívne prístupy na zlepšenie produktivity cyanobaktérií vrátane techník metabolického inžinierstva. To zahŕňa presmerovanie toku fotosyntetických elektrónov a vypnutie určitých génov na senzibilizáciu buniek, aby efektívnejšie využívali energiu. Výskumníci tiež pracujú na vývoji nových procesov kultivácie rias, ako je použitie mini-LED a špeciálnych geometrií na ďalšie zvýšenie účinnosti.

Interdisciplinárny výskum sa považuje za kľúčový pre integráciu všetkých potrebných opatrení na priemyselné využitie biokatalyzátorov na báze rias. Inštitucionálne financovanie, ako napríklad z Rakúskeho fondu na podporu vedeckého výskumu, Nemeckej spolkovej nadácie pre životné prostredie a Nordforsk Nordic Center of Excellence Nordaqua, výrazne podporilo napredovanie týchto projektov.