Uudet synteettisen biologian työkalut mahdollistavat kestävän kehityksen mukaisen kemikaalien tuoton (Väitös: FM Kati Thiel, 8.5.2020, molekulaarinen kasvibiologia)
Kestävän kehityksen mukaista kemikaalien tuottoa syanobakteereissa voidaan merkittävästi parantaa ottamalla käyttöön uusia synteettisen biologian työkaluja syanobakteerien muokkauksessa, osoittaa Turun yliopistossa tarkastettava Kati Thielin väitöstutkimus. Fotosynteettinen syanobakteeri toimii luonnollisena biologisena katalyyttinä, joka muuntaa yksinkertaiset lähtöaineet, hiilidioksidin ja veden, valoenergian avulla suoraan halutuksi lopputuotteeksi.
Syanobakteerit ovat maailman ainoita tumattomia eliöitä, jotka kykenevät kasvienkaltaiseen fotosynteesiin eli yhteyttämiseen. Ne siis yhteyttäessään sitovat ilmasta pois hiilidioksidia, minkä ne muuttavat yhdessä veden ja valoenergian avulla sokereiksi.
– Syanobakteerien ainutlaatuisuutta lisää vielä se, että aineenvaihduntansa luonnollisina sivutuotteina ne tekevät myös muita hyödyllisiä yhdisteitä, kuten biopolttoaineita ja polymeereja, Thiel kertoo.
Väitöskirjassaan Thiel tutki keinoja, joilla syanobakteereita on mahdollista muovata tuottamaan biopolttoaineita ja muita kemikaaleja entistä tehokkaammin. Tutkimuksessaan Thiel kehitti synteettisen biologian työkaluja, joilla voidaan lisätä esimerkiksi syanobakteereissa tuotetun lopputuotteen määrää tai lopputuotevalikoimaa.
– Synteettinen biologia on aivan uusi teknologia, missä tarkastellaan biologiaa insinöörimäisestä ajattelutavasta käsin. Lähtökohtana on rationaalinen suunnittelu ja käytettävien biologisten osien standardisointi. Standardisointi tarkoittaa, että otetaan käyttöön joukko ennustettavasti käyttäytyviä DNA-osia, jotka ovat ikään kuin Lego-palikoita. Näitä Lego-palikoita sitten kootaan yhteen halutun lopputuloksen saavuttamiseksi, Thiel kuvailee.
Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää rakennettaessa syanobakteereista solutehtaita, joissa voidaan suunnitellusti ja ennustettavasti tuottaa kestävän kehityksen mukaisia kemikaaleja.
– Esimerkiksi kun fotosynteesin avulla yhdistetään soluissa merkittävimmän kasvihuonekaasun, hiilidioksidin, sitominen pois ilmakehästä sekä biopolttoaineiden tuotto, saadaan aikaan aidosti ympäristöystävällisiä ja hiilineutraaleja vaihtoehtoisia biopolttoaineita, Thiel kertoo.
Thielin väitöstutkimuksen myötä saatuja tietoja voidaan soveltaa etsittäessä vaihtoehtoja siihen, miten siirtyä fossiilipohjaisiin polttoaineisiin nojaavasta energiataloudesta kestävien energiaratkaisujen biotalouteen.
***
FM Kati Thiel esittää väitöskirjansa ”Developing synthetic biology strategies for enhancing the efficiency of engineered cyanobacterial expression systems.” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 8.5.2020 klo 12.00.
Turun yliopiston väitöstilaisuuksia ei koronavirustilanteen vuoksi järjestetä yleisötilaisuuksina. Väittelijä, vastaväittäjä ja kustos ovat vähintään ääniyhteydessä. Yleisön on mahdollista seurata väitöstä etäyhteyden kautta: https://utu.zoom.us/j/61899059695
Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Paul Hudson (Kungliga Tekniska Högskola, Ruotsi) ja kustoksena apulaisprofessori Pauli Kallio (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia.
Väitöskirjan lukukappale on yliopiston Natura-rakennuksen infopisteessä (kulku Vesilinnantien puoleisen ulko-oven kautta: Vesilinnantie 3, 20500 Turku), josta sitä voi pyytää puhelimitse (numero ulko-ovessa) arkisin klo 9–15 päivystävältä henkilökunnalta paikan päällä tutustuttavaksi.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
> Väittelijän kuva
