Tõhususe tooks fotosünteesi tükeldamine

Nälga jäetud mikroobid hakkavad kasvatama ­juhtmeid. Kuidas neid saab fotosünteesi tõhustamisel ära kasutada, räägib intervjuus ­Postimehele Arizona State University biokeemik Anne Jones.
 

Kuidas kujutate ette fotosünteesi rakendamist kütuse tootmiseks mikroorganismide abil?

Mõte on kasutada valgusstaadiumi jaoks organisme, näiteks sinivetikaid, mis juba tegelevad fotosünteesiga. Probleem on selles, et selliste organismide Rubiscol põhinev süsiniku sidumise mehhanism on tõeliselt vilets. Seega oleks hea süsiniku sidumise jaoks kasutada teist laadi organisme.

Praegu töötame elektro­geenseteks nimetatud organismidega, kelle kohta on teada, et nad suudavad oma ainevahetust toita elektriga. Pikas plaanis kujutame ette, et saame võtta mis tahes mooduli, mille keegi on kütuse tootmiseks välja töötanud, ja ühendada selle valgusenergiat pakkuva organismiga.

Milliseid kütuseid organismid toodavad?

Praegu tulevad kõne alla vesinik, aga võib-olla ka atsetaat ja formiaat. Hiljuti demonstreeriti, et on võimalik elektriga toita organismi, mis tootis siis süsihappegaasist atsetaati. Põhimõtteliselt on võimalik päikeseenergiat kasutades toota atsetaati, see on viis, kuidas salvestada päikeseenergia.

Olemasolevad võimalused ei ole ehk täiuslikud transpordikütused, kuid neid saab kasutada biosünteesis lipiidide või õlide valmistamiseks transpordirakenduste tarbeks.

Teie töörühm töötab mooduleid ühendava bioloogilise juhtme kallal. On see keeruline?

Nanojuhtme tegemine on päris keerukas. Mikrobioloogiast teame, et need nanojuhtmed eksisteerivad looduses, kuid nende biokeemiast on vähe teada. Meie rühm töötab biokeemia mõistmise kallal ja püüame näidata, et seda laadi nähtust saab ka teist laadi organismil esile kutsuda.

Miks mikroobid juhtmeid kasvatavad?

Biojuhtme puhul on tegu olnud alati sellega, et organism on mõnest toitainest ilma jäetud. Tavaliselt millestki, mis on ainevahetuses viimane aste. Tavalises ainevahetuses oksüdeeritakse toitained, mis tähendab, et tekivad elektronid. Neist tuleb kuidagi lahti saada.

Kui meie toitume, paneme meie need hapnikusse. See on meie lõplik elektronaktseptor. Juhtudel, kus mikroobid teevad nanojuhtmeid, on neid ilma jäetud nende elektron­aktseptorist. Võib püstitada hüpoteesi, et nad teevad juhtme, et saada ühendust millegagi neist väljaspool, mis täidaks nende jaoks elektronaktseptori aset.

Kuidas uurimistöö edeneb?

Loodame saada midagi valmis lähiaastatel. See avab võimalusi teistele, kes putitavad fotosünteesi. Kui optimeerid üht osa sellest, pead tavaliselt tundma muret, kuidas see mõjutab ülejäänud võrgustikku. Kui osad on eraldatud, on hea töötada üksiku osa kallal.