Väittelijä selvitti viherlevien yhteyttämisen ja vedyntuotannon tehostamisen välistä vuorovaikutusta (Väitös: MSc Martina Jokel, 25.8.2017, molekulaarinen kasvibiologia)

​Turun yliopiston tiedote 17.8.2017

Uusiutuvien energiamuotojen kehittäminen tulevaisuuden energiantuotannon turvaamiseksi on yksi suurimmista haasteista nyky-yhteiskunnassa. Biovedyn tuottaminen yhteyttävien mikrobien avulla on yksi mahdollisista ratkaisuista, sillä sen tuotantoprosessit ja käyttö energianlähteenä ovat hiilineutraaleja.

– Toisin kuin puun käyttö bioenergian lähteenä, lyhyen elinkierron omaavien yhteyttävien mikrobien hyödyntäminen ei lisää ilmastonmuutosta kiihdyttäviä hiilidioksidipäästöjä lyhyelläkään aikajanalla, mikä on erityisen tärkeää taistelussa ilmaston lämpenemistä vastaan, ja jotta pysymme Pariisin sopimuksen asettamissa lämpötilarajoissa, Jokel sanoo.

Chlamydomonas reinhardtii -viherlevässä on hydrogenaasientsyymejä, jotka tietyissä olosuhteissa tuottavat vetykaasua. Hydrogenaasit, yhteistyössä lukuisten muiden proteiinien kanssa, ovat osa solunsisäistä säätelyjärjestelmää, joka suojaa viherlevän yhteyttämiskoneistoa muuttuvissa ympäristöolosuhteissa, kuten hiilen lähteen ja valo-olosuhteiden vaihdellessa.

Jokel pureutui väitöskirjatutkimuksessaan näiden yhteyttämisen suojaproteiinien toimintaan ja vuorovaikutukseen viherlevän energia-aineenvaihdunnassa. Jokel selvitti mekanismeja, joihin lukuisat yhteyttämisreaktioiden säätelyproteiinit joko ohjaavat ylimääräisiä virittyneitä elektroneja ilmakehän hapelle tai kierrättävät elektroneja valoreaktio I:n ympärillä suojatakseen yhteyttämiskoneistoa vaurioilta vaihtelevissa valo-olosuhteissa.

– Eri proteiinit toimivat solussa eri aikaan, jolloin niiden aikaansaama yhteyttämisreaktioiden suojavaikutus on tehokkaimmillaan, Jokel kertoo.

Jokelin tutkimus osoitti, että yhteyttämisreaktioita suojaavien proteiinien geneettinen muokkaaminen parantaa vetyä tuottavien hydrogenaasientsyymien toimintatehokkuutta. Tutkimus osoitti myös, että vedyn tuotantoa ja erittymistä soluista ympäröivään ilmaan voidaan ajallisesti huomattavasti tehostaa muun muassa poistamalla magnesium kasvatusalustasta.

Jokelin väitöskirjatyön tulokset ovat tärkeitä viherlevien yhteyttämisreaktioiden säätelyn ymmärtämiseksi. Tulosten avulla voidaan myös tunnistaa ja poistaa erilaisia pullonkauloja matkalla kohti kaupallisesti kannattavaa biovedyn tuotantoprosessia.

***

MSc Martina Jokel esittää väitöskirjansa Regulation of photosynthesis under dynamic light conditions in Chlamydomonas reinhardtii: Impact on hydrogen production julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 25.8.2017 kello 12 (Turun yliopisto, Arcanum, Arc 1, Arcanuminkuja 4, Turku).

Vastaväittäjänä toimii Dr. Maria L. Ghirardi (National Renewable Energy Laboratory, Yhdysvallat) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen.

MSc Martina Jokel on syntynyt vuonna 1985 Saksassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi Carl-Severing Applied Education College -lukiossa Biefeldissä, Saksassa vuonna 2005. Jokel suoritti korkeakoulututkintonsa (MSc) University of Bielfeldissä, Saksassa vuonna 2011. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia. Jokel työskentelee tohtorikoulutettavana Turun yliopistossa.

Väittelijän yhteystiedot: p 0458803775, martina.jokel(a)utu.fi

Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/jokel_martina.jpg

Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: http://www.doria.fi/handle/10024/143433