Alglerden Yakıt Üretimi: Daha Verimli Biyoyakıtlara Doğru
Tuzlu su varlığına bağlı olarak hücre içeriklerindeki farklılıklar. (Kobe Üniversitesi)
Mikroalg hücrelerindeki yağ sentezi mekanizması Japon araştırma takımı tarafından ortaya çıkarıldı. 4 Nisan’da bilimsel raporlarda yayınlanan bu keşifte elde edilen bulgular, biyoyakıtların gelişmesine katkıda bulunabilir.
Bu araştırma, Kobe Üniversitesi Bilim, Teknoloji ve İnovasyon Enstitüsü’nden Profesor HASUNUMA Tomohisa ve Akademik Araştırmacı KATO Yuichi önderliğindeki bir grup tarafından yürütüldü.
Fosil kaynakların tükenmesine ve küresel boyutta iklim değişikliklerine sebep olan petrokimya endüstrisi, 20. yüzyıl boyunca hızla gelişti. Bu sorunları çözmek ve çevreye duyarlı bir toplum yaratmak için bitkiler ve algler gibi yenilebilir biyokütlelerden faydalanmalıyız.
Dünya üzerindeki biyokütle miktarı, şu anda tükettiğimiz enerjinin 10 katı kadardır. Yaklaşık olarak bu biyokütlenin yarısı su ortamında yetişir ve mikroalgler gibi okyanus bazlı bu biyokütleler, ekilebilir alanları ve içme suyunu kullanmadan yağ üretebilmektedir.
Mikroalgler, ışık, su, karbondioksit ve az miktarda mineral varlığında büyüyebilir ve bu hücreler, hızlıca bölünebilmektedir, yani toprağa dayalı biyokütlelerden daha hızlı bir şekilde hasat edilebilirler. Ayrıca, potansiyel olarak daha istikrarlı enerji sağlayan algler, yıl boyunca hasat edilebilirler.
Birçok alg türü büyük miktarlarda yağ (lipit) üretebilirler. Fakat, araştırmacılar, alg hücrelerinde lipitlerin üretimi sırasında, moleküler düzeyde meydana gelen metabolik değişiklikleri ilk defa fark ettiler.
Deniz yosunları üzerine odaklanan Profesör Hasunuma’nın grubu, hafif tuzlu sulardan elde edilen yeni bir yeşil alg olan Chlamydomonas sp. JSC4 türünün, yüksek büyüme hızı ile yüksek seviyelerde lipitleri birleştirdiğini buldular. Bu araştırma takımı ‘’ dinamik metabolik profilleme’’ adı verilen bir analiz yöntemi geliştirdi ve bunu JSC4’ü analiz etmek ve bu türün hücreleri içerisinde yağı nasıl ürettiğini keşfetmek için kullandılar.
Profesör Hasunuma’nın ekibi, JSC4’ü karbon kaynağı olarak sadece karbondioksit kullanarak inkübe ettiler. İnkübasyonun başlamasından 4 gün sonra, hücre ağırlığının %55’inden fazlası karbonhidratlardan oluşmaktaydı (çoğunlukla nişasta). Araştırma ekibi, tuzlu suyun %1-2 oranında inkübasyon sıvısı içermesi durumunda, karbonhidrat miktarında azalma ve yağ miktarında artış olduğunu ve inkübasyonun başlamasından 7 gün sonra, hücre ağırlığının %45’inin yağ haline geldiğini gördü.
JSC4, yüksek hücre büyüme hızına sahiptir ve kültür çözeltisindeki lipit üretim hızı, daha önceki deneyleri aşan bir hıza ulaşmıştır. Ekim periyodunun başında, hücrelerde nişasta molekülleri gözlemlendi, fakat tuzlu suda, bu moleküller kayboldu ve çok sayıda yağ damlacığı görüldü.
Dinamik metabolik profillemeyi kullanan araştırma grubu, şeker biyosentez yolunun yavaşladığını (nişasta üretildiğinde aktive edildi) ve yolun yağın bir bileşeni olan triaçilgliserol sentezi için aktive edildiğini buldu. Bir başka deyişle, deniz suyu ilavesi, biyosentez yolunu nişasta üretiminden yağ üretimine çevirdi. Ayrıca, tuzlu su çözeltisinde nişastayı parçalayan enzim aktivasyonunun da arttığını açıkladılar.
Bu metabolik mekanizmanın keşfi sadece önemli bir biyolojik bulgu değildir, aynı zamanda alg ekim yöntemlerini geliştirerek biyoyakıt üretimini arttırmak için de kullanılabilir. Bu bulgulara dayanarak, araştırma ekibi, daha verimli ekim yöntemleri geliştirerek ve genetik mühendisliği aracılığı ile sürdürülebilir yakıt üretimini arttırmak için yollar aramaya devam edecekler.
Kaynak : sciencedaily.com
