Kicsiny zöld pöttyök a mikroszkóp alatt. Tőlük függ a jövő? © ebi.ac.uk

Ha a Tasios Melis növény-fiziológus vezette kutatások eddigi eredményeit sikerül megerősíteni, akkor valódi technológiai áttörést hozhat az alganemesítés, amely nem csak a hidrogéntermelés miatt lesz érdekes az ipar számára, hanem a kozmetikai alapanyagoktól a biodízel-olajig számos fontos anyagot szolgáltathat - írja a Wired magazin webes kiadása.

Az új algafajtát Chlamydomonas reinhardtii néven jegyezték be, s legfontosabb jellemzője a megcsonkított klorofill antenna sejtjeinek pigmenteket tároló alkotóegységeiben. Ez a növénynek nagyobb energiafelhasználási hatékonyságot tesz lehetővé. A mutáns algák halványabb zöld színűek az eredeti felépítésű változatoknál, s ez azt eredményezi, hogy több napfényt engednek az algakultúra mélyére, s így több sejt válik képessé a fotoszintézisre.

A kutatók úgy gondolják, hogy amennyiben az algatelepek elérik a 10 százalékos energiakonverziós hatékonyságot, akkor már életképessé válnak a tömegkultúrák. Bár Melis nem publikálta minden eredményét, a szakterület ismerői szerint a nemesítések során már elérhette a kritikus hatékonysági határt. Ugyanakkor a C. reinhardtii további finomítására van szükség ahhoz, hogy a kaliforniai tudós elérje végső célját, s az algák termelhessék meg a világ hidrogénszükségletét.

A jelenlegi kutatás egyik fő problémája, hogy miként tudják az algákat a szükséges mennyiségű hidrogén megtermelésére ösztönözni. A hidrogenáz enzim ugyanis, amely a növényben felelős hidrogén termeléséért oxigén jelenlétében nem működik. A fotoszintézisnél azonban oxigén jön létre, amely gátolja a folyamatot. Genetikai beavatkozásokkal ezért igyekeznek lezárni a növénynek azokat a pórusait, amelyek az oxigént a hidrogenáz közelébe engedik. A másik probléma a folyamat katalizálása. Arra már rájöttek, hogy ha a növényektől megvonják a ként, akkor e diéta mellett a hidrogéntermelésük a 100 ezerszeresére nő, de ahhoz, hogy kereskedelmi mennyiségben termeljenek hidrogént a növények további százszoros termelékenység-növekedésre volna szükség. A mutáns klorofill-antennájú algák megjelenése ebben nagy lépést jelent.

A C. reinhardtii alga közelről. Hidrogénerőmű van benne © ebi.ac.uk

Egy másik megoldandó probléma magának a hidrogenáz enzimnek a hatékonyabbá tétele. „Az elektronlánc, amely a rendszer mélyén húzódik meglehetősen sok hidrogént termel, de ez nem jön ki onnan, s nem tudtuk, hogy hol van szűk keresztmetszett. Még több alapkutatás kell ahhoz, hogy megértsük mi is zajlik ott valójában” – mondta Michael Seibert, a megújítható energiaforrások amerikai nemzeti kutatóközpontjának vezetője. Kiemelte azt is, hogy a hidrogenáz enzim mikrobákban termelődik, s mivel ezt a területet még nem tanulmányozták alaposan, feltételezhető, hogy rábukkannak olyan mikroorganizmusokra, amelyek az enzimet sokkal hatékonyabban állítják elő, mint az, amelyik a C. reinhardtii-ban dolgozik.

Ha a tudósok megtalálják a megoldást e kérdésekre, úgy létrejöhet egy hidrogénalapokon működő gazdaság, amely például algafarmokkal a középpontjukban lehetővé tenné települések létrehozását az eddig hasznosítatlan sivatagokban.

Az alga azonban sokkal több hasznot hajthat a puszta hidrogéntermelésnél. Széles körben hasznosítható lesz ugyanis a növény a kozmetikai iparban, ahol a make-up-ok és a parfümök előállításában már ma is használják. Az algák a gyógyszeriparban is segíthetnek, ahol különféle hatóanyagok előállítását teszik lehetővé olcsón és természetbarát módon. Néhány algafaj pedig ideális forrása lehet a a minimális károsanyag-kibocsátású robbanómotorok meghajtásához használható biodízel-olajok előállításának, azzal, hogy sokkal több olajat termelnek, mint más növényfajok. Ráadásul e termékek előállítása nem csak a környezeti szempontoknak felelnek meg a korábbiaknál sokkal inkább, hanem olcsóbbak is. Emiatt a C. reinhardtii és társai valódi megmentőinkké válhatnak.