Uimavesiä pilaavat ja haitallisina pidetyt sinilevät voidaan tulevaisuudessa valjastaa energiantuotannon käyttöön. Turun yliopistossa väittelevän Hannu Leinon tutkimus toi lisätietoa sinilevien kyvystä tuottaa vetyä valon avulla.
Sinilevät, eli syanobakteerit, pystyvät tuottamaan vetyä valoenergiaa hyväksikäyttäen. Hannu Leino tarkasteli väitöstutkimuksessaan noin neljänsadan eri syanobakteerikannan vedyntuotantokykyä.
Tutkimukseen valittujen sinilevien joukosta löytyi muutama villityypin 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.
Leino 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.
Pintoihin tarttuva sinilevä on potentiaalinen energiantuottaja
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 sanoo.
Sinilevät ovat monimuotoisia esitumallisia eliöitä, joita löytyy lähes jokaisesta elinympäristöstä. Syanobakteerit ovat ainoita esitumallisia eliöitä, jotka kykenevät fotosynteesiin eli yhteyttämiseen.
– Helsingin yliopiston kantakokoelmasta löytyy valikoima Itämerestä ja Suomen järvistä eristettyjä kantoja, joista seuloin hyvin vetyä tuottavia kantoja. Ihanteelliset olosuhteet vedyn tuotannolle vaihtelevat monimuotoisten kantojen välillä, mikä tekee tutkimuksesta haastavaa, Leino selventää.
FM Hannu Leino väittelee Turun yliopistossa perjantaina 19.12.2014. Virallisena vastaväittäjänä toimii tohtori Jens Appel Kielin yliopistosta Saksasta ja kustoksena professori Eevi Rintamäki Turun yliopistosta.
