Turun yliopiston apulaisprofessorin Yagut Allahverdiyeva-Rinteen tutkimusryhmä on saanut Euroopan innovaationeuvoston rahoituksen uuden sukupolven fotosynteettisten solutehtaiden kehittämiseen.
Tutkimusta tehdään FuturoLeaf-projektissa, jossa on mukana sekä fotosynteesin, synteettisen biologian, materiaalitieteen, bioteknologian että pk-yritysten huippuosaajia.
Mikrolevien, syanobakteerien ja muiden fotosynteettisten mikrobisolujen avulla voidaan tuottaa ruokaa, kemiallisia yhdisteitä ja uusiutuvia polttoaineita.
”Fotosynteettisillä mikrobeilla on kyky muuttaa ilmakehän hiilidioksidi aurinkoenergian avulla hyödyllisiksi lopputuotteiksi, kuten proteiineiksi, hiilihydraateiksi, lipideiksi ja lääkinnällisiksi yhdisteiksi”, Allahverdiyeva-Rinne kuvailee tiedotteessa.
Elävät fotosynteettiset solutehtaat vauhdittavat levien ja syanobakteerien teollista käyttöä.
Perinteisesti bakteereja on kasvatettu vapaana ravinneliuoksessa, mutta silloin bakteerien sitoma aurinkoenergia tuhlaantuu lähinnä biomassan tuotantoon.
Mikrobisolut toimimaan entistä tehokkaammin
Turun yliopisto on jo aiemmin kehittänyt menetelmän, jolla mikrobisolut kiinnitetään ohuelle läpinäkyvälle kalvolle. Solut sidotaan geelimäisen aineen sisälle tai pintaan.
Tällöin solujen yhteyttämä valoenergia ohjautuu muodostamaan haluttuja yhdisteitä, jotka voi ikään kuin lypsää talteen.
”Tämä menetelmä eroaa perinteisistä levien biojalostamoista, jotka perustuvat ajatukseen ’mitä enemmän biomassaa, sitä enemmän tuotetta’”, Allahverdiyeva-Rinne kuvailee.
FuturoLeaf-hankkeessa turkulaiset rakentavat uutta tekniikkaa, jossa mikrolevät ja syanobakteerit kiinnitetään aiemmin käytetyn alginaatin sijaan nanoselluloosakalvoon.
Nanoselluloosan huokoskokoa, pintarakennetta ja sitoutuneen veden määrää voidaan räätälöidä tarpeen mukaan. Näin kalvo toimii kuin keinotekoinen lehti.
Nanosellukalvolla solut sitovat valoa ja hiilidioksidia ja hyödyntävät ravinteita hyvin tehokkaasti. Myös syntyvien yhdisteiden eristäminen on aiempaa helpompaa.
FuturoLeaf-konsortion toimintaa koordinoi VTT, joka on tunnettu nanoselluloosatekniikan asiantuntija. Tutkimukseen osallistuu myös muun muassa Aalto-yliopisto.
(Kuva: Scanstockphoto) Nanosellukalvo muodostaa keinotekoisen lehden, jolla fotosynteettiset solutehtaat toimivat.
