Mikrobit saadaan tuottamaan polttoainetta ja aromeja
Turun yliopiston ja Manchesterin yliopiston tutkijat ovat tutkineet synteettistä metaboliareittiä, jonka avulla solut voidaan saada tuottamaan valmista polttoainetta, kotitalouden kemikaaleja tai elintarvikkeiden aromiaineita.
Tutkimusryhmä Turun yliopiston Biokemian ja elintarvekemian laitokselta.
Prosessi perustuu bioteknologian sovellukseen, jossa mikrobien tuottamien hiilivetyjen ominaisuuksia voidaan solun sisällä muokata erityisten entsyymien avulla.
Hiilivedyt ovat kemiallisia yhdisteitä, joita käytetään elintarviketeollisuudessa ja kemianteollisuudessa. Päivittäisessä elämässämme kohtaamme hiilivetyjä kaikkialla, esimerkiksi sakeuttamisaineena shampoossa, aromiaineena jäätelössä ja polttoaineena autossa.
- Hiilivedyn kemialliset, fysikaaliset ja biologiset ominaisuudet määräytyvät hiiliketjun pituuden sekä ketjuun liittyneiden funktionaalisten ryhmien (esim. happo, aldehydi, alkoholi tai alkaani) mukaan. Näiden avulla voidaan vaikuttaa esimerkiksi kemikaalin myrkyllisyyteen, polttoaineen ominaisuuksiin ja elintarvikkeen aromiin, kertoo erikoistutkija Patrik R. Jones Turun yliopiston Biokemian ja elintarvekemian laitokselta.
Mikrobit kemikaalitehtaina
Mikro-organismit, bakteerit ja hiivat, osaavat luonnostaan valmistaa hiilivetyjä omaan käyttöönsä.
- Voimme hyödyntää tätä ominaisuutta ja valjastaa mikrobit erilaisiin bioteknologian sovelluksiin. Lisäksi voimme synteettisen biologian menetelmin muokata mikrobeja valmistamaan juuri tietynlaisia yhdisteitä kuten esimerkiksi erilaisia kotitaloudessa käytettäviä kemikaaleja tai valmista polttoainetta, Jones selittää.
Jos hiilivetyjen valmistus mikrobeissa saataisiin vielä liitettyä yhteyttämiseen, fotosynteesiin, olisi koko prosessi uusiutuva; lopputuotteet valmistettaisiin auringonvalon avulla suoraan hiilidioksidista ja vedestä.
Tärkeä entsyymi polttoaineen valmistuksessa
Turun yliopiston ja Manchesterin yliopiston välisessä yhteistyöprojektissa tutkittiin entsymaattisia reaktioita, jotka mahdollistavat solun rasvahappoaineenvaihdunnan välituotteiden käyttämisen haluttujen hiilivetyjen tuottamiseen.
Tutkimuksen keskeinen entsyymi on nimeltä karboksyylihapporeduktaasi, joka konvertoi erimittaisia rasvahappoja niitä vastaaviksi aldehydeiksi. Sen lisäksi, että aldehydejä hyödynnetään elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudessa, niitä voidaan myös käyttää lähtöaineina alkoholien ja alkaanien valmistuksessa. Näitä yhdisteitä voitaisiin sellaisenaan käyttää polttoaineina uusiutumattomien fossiilisten polttoaineiden tilalla.
Tutkimuksen on rahoittanut Euroopan tutkimusneuvosto (ERC) ja se kuuluu seitsemänteen puiteohjelmaan.
Tutkimus on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) lehdessä.
Teksti: HB
Kuvat: Patrik Jones (Alimmaisessa kuvassa erikoistutkija Kalim Akhtar Turun yliopistosta)