S fotosintezo do etilena

V današnjem Znanstvenem britoffu potujemo na Finsko, kjer so tamkajšnji raziskovalci in raziskovalke ugotavljali, kako bi s pomočjo cianobakterij pridelovali etilen. Postopek vklapljanja cianobakterijskih celic v umetno izdelan biofilm in to, kako so s tem povečali izkupiček pridobljenega etilena, so nedavno opisali v članku, objavljenem v reviji Green Chemistry.

Cianobakterije so skupina bakterij, ki si podobno kot rastline same izdelajo ogljikove spojine, potrebne za lastno preživetje. V procesu fotosinteze vežejo ogljikov dioksid iz zraka in ga pretvarjajo v sladkor. 

Etilen pa je glavni gradnik določenih vrst plastike in vlaken. Zaradi svoje gostote in velike vsebnosti ogljika je zanimiv tudi kot vir za gorivo. Trenutno etilen pridobivajo iz fosilnih goriv, pri tem pa nastaja veliko škodljivih sestavin.

Raziskovalke in raziskovalci so v omenjenem poskusu za pridobivanje etilena raje uporabili cianobakterije rodu Synechocystis z vstavljenim encimom EFE. Encim EFE oziroma originalno ethylene forming enzyme iz spojine, imenovane oksoglutarat, ki je eden od vmesnih produktov metabolizma, izdeluje etilen. 

Iskali so najbolj optimalno osvetlitev, sevanje, koncentracijo dodanega anorganskega ogljika, ki so ga cianobakterije uporabile za vezavo, in najbolj ustrezno pogostost menjave gojišča za čim bolj učinkovit potek fotosinteze. Cianobakterije so sprva skušali gojiti v raztopini. Z dodatnimi poskusi so ugotovili, da prihaja do manjših izgub energije in hranil, če so cianobakterije pritrjene na površino. 

Iz naravnega v vodi topnega polisaharida alginata so izdelali umetni biofilm, v katerega so se ujele cianobakterije.  Biofilm s cianobakterijami so nato narezali na trakove in posamezen trak inkubirali v posodah z gojiščem. Na tak način so cianobakterije, živeče v umetnem biofilmu, tudi po 30 dneh še pridelovale etilen.

Opisan postopek predstavlja eno od možnosti za nadaljnji razvoj okolju prijaznejšega pridobivanja etilena iz svetlobe s pomočjo cianobakterij. Kljub temu da je raziskovalcem in raziskovalkam v pričujoči raziskavi uspelo učinkovitost proizvodnje močno izboljšati, pa je le-ta še vedno zelo nizka, zato bo v prihodnosti v zniževanje stroškov treba vložiti še precej truda.

Iz biofilma je ZbritOFF spisala Nataša.