Sinilevät, eli syanobakteerit, pystyvät tuottamaan vetyä valoenergiaa hyväksikäyttäen. Väittelijä Hannu Leino tarkasteli väitöstutkimuksessaan noin 400 eri syanobakteerikannan vedyntuotantokykyä.
Tutkimukseen valittujen sinilevien joukosta löytyi muutama syanobakteerikanta, joiden vedyn tuotanto on samalla tasolla kuin geenitekniikan avulla muokattujen kantojen tehostettu vedyntuottokyky.
– Lisääntyvä tieto eri lajien geeneistä ja niiden toiminnasta avaa uusia mahdollisuuksia syanobakteerien biotekniseen soveltamiseen muun muassa energiateollisuuden tarpeisiin. Tulevaisuudessa vetyautojen polttoaine voi hyvinkin olla peräisin syanobakteereista, Leino visioi väitöstiedotteessaan.
Hän analysoi tutkimuksessaan kymmenen tuottavimman kannan vedyn tuotantoon osallistuvat entsyymit. Suurimmalla osalla parhaista vedyntuottajista osoittautui olevan hyvin aktiivinen vetyä kuluttava hydrogenaasi, jonka on ajateltu olevan este tehokkaalle vedyn tuotannolle.
– Vetyä kuluttavan hydrogenaasi-entsyymin toiminnan estäminen voi lisätä kantojen vedyn tuotantoa entisestään, Leino sanoo.
Leino valitsi tarkempaan tarkasteluun yhden Calothrix-suvun syanobakteereista, joka osoittautui lupaavaksi vedyn tuottajaksi. Tämä rantakallioiltakin yleisesti tavattava suku on muiden syanobakteerien tavoin tärkeä ekosysteemin ylläpitäjä ja ravinteiden kierrättäjä. Calothrix 336/3:lla on kyky tarttua kiinni erilaisiin pintoihin ja kasvaa niiden pinnalla.
– Tätä ominaisuutta ja immobilisointi-tekniikkaa hyödyntämällä, sekä ravinteita säännöstelemällä, pystyin edelleen parantamaan kannan kykyä tuottaa vetyä. Vedyn tuottaminen voi yhdessä bioaktiivisten aineiden tuottamisen, hiilidioksidin talteenoton ja jätevesien puhdistamisen kanssa muodostaa kannattavan tuotantojärjestelmän, vaikkei tuotanto olekaan vielä kaupallisella tasolla, Leino kertoo.
Sinilevät ovat monimuotoisia esitumallisia eliöitä, joita löytyy lähes jokaisesta elinympäristöstä. Syanobakteerit ovat ainoita esitumallisia eliöitä, jotka kykenevät fotosynteesiin eli yhteyttämiseen.
FM Hannu Leinon väitöskirja Extended hydrogen photoproduction by nitrogen-fixing cyanobacteria tarkastetaan perjantaina 19. joulukuuta Turun yliopistossa.