Vedci z Max Planck Society dokázali vyvinúť vlastnú fotosyntetickú bunku z „ničoho“. Umelý chloroplast týchto vedcov otvára nové možnosti pri produkcii čistej energie a ďalších elementov len s využitím slnečného žiarenia a oxidu uhličitého. Týmto počinom dokázali získať kontrolu nad procesom fotosyntézy, informuje Phys.org.

Chloroplasty sú základným kameňom potrebným pre fotosyntézu v rastlinách, vďaka ktorej sa dokáže pomocou slnečného svetla a oxidu uhličitého vytvárať kyslík, jeden zo základných prvkov potrebných pre život. Fotosyntezujúce organizmy dokážu ročne zachytiť až 174 miliárd ton uhlíka a patria medzi najdôležitejšie na planéte.

Vytvoriť takúto vlastnú bunku ale nebolo vôbec jednoduché. Vedci však dokázali pretvoriť chloroplast podľa vlastných požiadaviek, ktorý dokáže naďalej premieňať svetlo a oxid uhličitý na čistú energiu. Dúfajú, že tento objav im pomôže pri premene CO2 priamo na rôzne chemické látky alebo aj zvýšiť absorpčnú schopnosť až 10-násobne v porovnaní s bežnými bunkami, informuje ScienceMag.

Nenechaj si ujsť
Unikátny počin: Vedci pomocou húb vypestovali svietiace rastliny
Unikátny výskum, ktorý otvára dvere k znižovaniu hladiny oxidu uhličitého

Výskumný tím Marburg pod vedením Tobiasa Erba dokázal vytvoriť aj platformu pre automatizovanú produkciu fotosynteticky aktívnych častí o veľkosti malých buniek.

K vytvoreniu takýchto umelých chloroplastov bolo potrebné využiť syntetickú biológiu pre navrhnutie tohto biologického systému a mikrotekutiny pre vytvorenie jemných materiálov ako kvapôčky buniek. Pri tomto výskume vedci potrebovali aj základný energetický modul, ktorý by umožnil chemickú reakciu v udržateľných podmienkach.

Zobraziť celú galériu (2)
Planck Institute for terrestrial Microbiology/Erb/Pixabay (Úprava redakcie)

K tomu využili fotosyntetický aparát zo špenátu, ktorý je vhodný na „pohon“ jednoduchších aj zložitejších reakcií so svetlom. Samotná fotosyntéza má dve fázy, a to svetelnú a tmavú.

Pre svetelnú bol využití spomínaný aparát zo špenátu, no pre tmavú fázu sa vedci rozhodli staviť na umelý metabolický modul v CETCH cykle, ktorý obsahuje 18 katalyzátorov a tie dokážu premieňať oxid uhličitý efektívnejšie ako v rastlinách. Následne sa im podarilo optimalizovať fixáciu CO2 v tomto umelom chloroplaste.

Planck Institute for terrestrial Microbiology/Erb

Pre takýto systém však bolo potrebné navrhnúť aj spôsob výroby na mikroskopickej úrovni, ktorý by mal byť automatizovaný. S pomocou laboratória v centre CRPP vo Francúzsku sa im nakoniec podarilo vytvoriť platformu, ktorá dokáže vyrábať polosyntetické membrány a zapuzdriť ich v kvapôčkach, ktoré sa podobajú bunkám. Týmto spôsobom tak dokázali optimalizovať platformu pre výrobu tisícok takýchto buniek, ktoré môžu byť navyše prispôsobené podľa konkrétnych metabolických schopností. Každá bunka môže mať tiež odlišné vlastnosti.

Možností pre aplikáciu je mnoho

Treba však poznamenať, že tento vývoj je ešte len v začiatkoch, avšak neskôr sa s dostatočným pokrokom môžu vedci odhodlať aplikovať nové poznatky aj do oblasti technológií, materiálového inžinierstva, či biotechnológie a medicíny.

S využitím tohto objavu a jeho následnou aplikáciou v praxi sa však môžu dopracovať k efektívnemu nástroju, ktorý by bol schopný rýchlejšie spracovať oxid uhličitý v atmosfére a potencionálne aj znížiť jeho hladinu. To je už ale hudbou budúcnosti.

Pošli nám TIP na článok



Vesmír a veda