Niewykorzystany potencjał fotosyntezy
Naukowcy z Uniwersytetu w Southampton zmodyfikowali proces fotosyntezy w celu zasilania użytecznych reakcji chemicznych, których produktem będą biopaliwa, farmaceutyki i substancje chemiczne.
Fotosynteza to podstawowa reakcja chemiczna dostarczająca tlenu, którym oddychamy, żywności, którą jemy oraz usuwająca CO2 z atmosfery.
Fotosynteza u roślin i glonów składa się z dwóch faz. W fazie jasnej dochodzi do absorbowania światła słonecznego i rozbicia wody (H2O) na elektrony, protony i tlen. W fazie ciemnej elektrony i protony przekształcają CO2 z atmosfery na proste cukry stanowiące podstawę łańcucha pokarmowego. Co istotne, wydajność fazy jasnej jest większa niż fazy ciemnej, dzięki czemu znaczna część energii światła jest marnotrawiona jako ciepło a nie używana do przekształcania CO2 w substancje organiczne.
Synechococcus w bioreaktorze. (Zdjęcie: Pacific Northwest National Laboratory)
Współautor dr Adokiye Berepiki, stażysta podoktorski w Instytucie Nauk o Oceanie i Ziemi Uniwersytetu w Southampton powiedział: „W naszym badaniu użyliśmy metod biologii syntetycznej do stworzenia dodatkowego enzymu pomiędzy fazą jasną a fazą ciemną. W ten sposób zmieniliśmy fotosyntezę, tak aby większa część energii pochłoniętego światła była używana do zasilania użytecznych reakcji chemicznych. Badanie jest pod tym względem nowatorskie”.
W badaniu opublikowanym w ACS Synthetic Biology „marnotrawione” elektrony zostały wykorzystane do rozkładu polutanta, stosowanego w rolnictwie herbicydu zwanego atrazyną. Atrazyna jest zakazana w UE od 20 lat, lecz wciąż powszechnie występuje w wodach gruntowych. Dokonujące fotosyntezy glony opracowane przez naukowców mogą zostać wykorzystane do skutecznej bioremediacji zanieczyszczonych wód.
Dr Berepiki stwierdził: „Stosując metody biologii syntetycznej – łącząc naukę, technologie i inżynierię w celu ułatwienia projektowania, produkcji i modyfikacji materiałów genetycznych w organizmach żywych – zmieniliśmy działanie elektronów poprzez wprowadzenie enzymu ze szczura wędrownego do układu fotosyntezy. Enzym ten, który został zakodowany przez gen wyprodukowany de novo za pomocą syntezy chemicznej a nie wyekstrahowany ze szczura, działał jako akceptor elektronów a jego aktywność była zasilana elektronami pochodzącym z fotosyntezy”.
Źródło: http://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=44463.php
Fotosynteza to podstawowa reakcja chemiczna dostarczająca tlenu, którym oddychamy, żywności, którą jemy oraz usuwająca CO2 z atmosfery.
Fotosynteza u roślin i glonów składa się z dwóch faz. W fazie jasnej dochodzi do absorbowania światła słonecznego i rozbicia wody (H2O) na elektrony, protony i tlen. W fazie ciemnej elektrony i protony przekształcają CO2 z atmosfery na proste cukry stanowiące podstawę łańcucha pokarmowego. Co istotne, wydajność fazy jasnej jest większa niż fazy ciemnej, dzięki czemu znaczna część energii światła jest marnotrawiona jako ciepło a nie używana do przekształcania CO2 w substancje organiczne.
Synechococcus w bioreaktorze. (Zdjęcie: Pacific Northwest National Laboratory)
Współautor dr Adokiye Berepiki, stażysta podoktorski w Instytucie Nauk o Oceanie i Ziemi Uniwersytetu w Southampton powiedział: „W naszym badaniu użyliśmy metod biologii syntetycznej do stworzenia dodatkowego enzymu pomiędzy fazą jasną a fazą ciemną. W ten sposób zmieniliśmy fotosyntezę, tak aby większa część energii pochłoniętego światła była używana do zasilania użytecznych reakcji chemicznych. Badanie jest pod tym względem nowatorskie”.
W badaniu opublikowanym w ACS Synthetic Biology „marnotrawione” elektrony zostały wykorzystane do rozkładu polutanta, stosowanego w rolnictwie herbicydu zwanego atrazyną. Atrazyna jest zakazana w UE od 20 lat, lecz wciąż powszechnie występuje w wodach gruntowych. Dokonujące fotosyntezy glony opracowane przez naukowców mogą zostać wykorzystane do skutecznej bioremediacji zanieczyszczonych wód.
Dr Berepiki stwierdził: „Stosując metody biologii syntetycznej – łącząc naukę, technologie i inżynierię w celu ułatwienia projektowania, produkcji i modyfikacji materiałów genetycznych w organizmach żywych – zmieniliśmy działanie elektronów poprzez wprowadzenie enzymu ze szczura wędrownego do układu fotosyntezy. Enzym ten, który został zakodowany przez gen wyprodukowany de novo za pomocą syntezy chemicznej a nie wyekstrahowany ze szczura, działał jako akceptor elektronów a jego aktywność była zasilana elektronami pochodzącym z fotosyntezy”.
Źródło: http://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=44463.php
Tagi: tlen, fotosynteza, proton, elektron
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje