Elusorganismid peavad kasvama. Nad peavad
tegelema ainevahetusega. Sünteetilise bioloogia seisukohalt on need
energiatkulutavad kõrvalnähud soovitud aine tootmisel. Kasuliku komponendi
tootmiseks kulutatav energia moodustab üldjuhul väga väikse osa kogu organismi
poolt kulutatavast energiast.
Sünteetilise bioloogia põhimeetodiks on ensüümide eraldamine erinevatest organismidest ning nende abil nn taltsutatud laboribakterites uute biokeemiliste radade moodustamine, mille lõpp-produktiks on vajalik aine. Nii on võimalik toota näiteks ravimeid või plastiku eellasmolekule efektiivsemalt kui traditsiooniliste keemiliste meetoditega, vahendas The Economist.
Protsess oleks aga veelgi efektiivsem, kui biokeemilise raja saaks bakterist eraldada. Sellega ongi hakkama saanud Percival Zhang Virginia tehnoloogiainstituudist. Koos kolleegidega eraldas ta 13 ensüümi viielt erinevalt organismilt spinatist jäneseni ning bakterite ja pärmseente abil koostas ainevahetusraja, mis toodab tärklisest vesinikku. See võimaldab toota vesinikku kütuseks odavalt ja lihtsalt.
Selline rada ei esine tegelikult originaalselt üheski elusorganismis. Et seda kokku panna, peab ensüüme väga hästi tundma. Enamus ensüüme on võimelised läbi viima vaid ühte kindlat keemilist muundamist. Järelikult on vaja koostada ahel, kus ühe reaktsiooni saadus oleks järgmise lähteaineks. On päris keeruline saada tärklisest, mis on glükoosi molekulidest koosnev polümeer, vesinikku, mis on vaid kahest vesiniku aatomist koosnev gaas. Keerukust lisab ka asjaolu, et kõik rajas kasutatavad ensüümid peavad töötama samades tingimustes, neile peab meeldima sama temperatuuri- ja happesusvahemik, et kogu ahel töötaks samaaegselt.
Zhang on sellega hakkama saanud, töötades läbi hiiglaslikud ensüümide andmebaasid ning lisades 14. komponendi – koensüümi, mis aitab mõnedel ensüümidel korralikult funktsioneerida. Ajakirjas Public Library of Science avaldatud raporti järgi ehitasid nad reaktori, kus nende ensüümide kokteil segati tärklisega. Ja – oh imet – sellest mullitas välja vesinik.
Hetkel on kõige odavam vesiniku tootmise meetod metaani reageerimine veeauruga. Kasutatav metaan saadakse maagaasist – vesiniku tootmise mõte aga on fossiilsetest kütustest sõltuvuse vähendamine. Kui tahame, et vesinikust saaks tulevikus praegu kasutatavate kütuste aseaine, peame sellest vastuolust mööda hiilima. Seega ei ole metaani kasutamisel mõtet, sest fossiilsed kütused on ammenduv ressurss ning nende põletamine põhjustab kliima soojenemist.
Eesmärgiks on seega saada vesinikku taimedest. Dr Zhangi meetod on üheks sammuks selles suunas. Kuigi tema raja lähteaineks olev tärklis on veel suhteliselt kallis aine, on tema meetod efektiivsem kui teised siiani välja pakutud taimsest materjalist lähtuvad alternatiivid. Töö tõestab ka sellise meetodi võimalikkust. Praegu töötavad Zhang ja tema kolleegid veelgi pikema raja kallal, mis algaks tselluloosist. See on palju levinum glükoosi polümeer kui tärklis, kuid seda on ka raskem lõhustada. Kui ta suudab panna oma ensüümid tselluloosist vesinikku tootma, on tõesti lootust kunagi vesinikku põhilise kütusena kasutama hakata.
Seotud lood
Vesinik on küll ahvatlev alternatiiv
bensiinile, kuid kerget gaasi pole sugugi lihtne kütusepaaki sundida.
Vesinik võiks lähikümnenditel asendada
fossiilsed autokütused. Kuid küsimus on selles, kuidas plahvatusohtlikku gaasi
ohutult autosse paigutada.
Täiendava elektri abil on mikroobid
suutelised eraldama bioloogilistest ainetest kuni 99 protsenti seal olevast
vesinikust.
Rootsi Uppsala ülikooli professori Rajeev
Ahuja juhitud rahvusvaheline uurimismeeskond on suutnud demonstreerida
atomistlikku mehhanismi vesiniku vabastamiseks magneesium-nanoosakestelt, mida
peetakse paljulubavaks vesiniku salvestamise materjaliks, kirjutas fyysika.ee
Physorgi vahendusel.
Kõik teadsid Helenet (42) kui sooja ja elava iseloomuga edukat naist. Tööl olles oli ta asjalik ning kodus tegeles laste ja majapidamisega. Õhtuti premeeris ta end tihti pokaali veiniga, et igapäevaseid muresid vaigistada ja stressi leevendada. Viimasel ajal vaevles ta aga unetuse käes ja ka lähedaste sõnul hakkas ta oma sära kaotama. Enese teadmata viis pidev veinitamine naise sügavamale alkoholi lõksu ja õhtusest lõõgastusrituaalist sai hoopis uneprobleemide põhjustaja. Helene jagab oma lugu, kuidas ta sõltuvusest vabanes ja enda elus uue lehekülje keeras.