Direct naar de content

Cyborgbacterie produceert nuttige moleculen

Auteur: Renée Canrinus-Moezelaar
Gepubliceerd op:

Bacteriën zijn erg goed in het omzetten van licht in bijvoorbeeld alcohol, methanol of azijnzuur. Maar die omzetting gaat niet altijd even efficiënt. Daarom voegden Amerikaanse onderzoekers nanozonnecellen toe. De hieruit voorgekomen ‘cyborgbacteriën’ werken een stuk beter dan de natuurlijke bacteriën.

Wetenschappers proberen al jaren om zonlicht om te zetten in nuttige dingen zoals energie of grondstoffen. Vaak baseren ze hun systemen op fotosynthese, het proces dat planten en sommige bacteriën gebruiken om energie te maken uit zonlicht. Helaas is dit systeem relatief inefficiënt, want lang niet al het licht zetten ze om in energie. Daar hebben onderzoekers uit Amerika van de Universiteit van California, Berkeley nu iets op gevonden. Ze voegden moleculen toe aan bacteriën zodat die hun eigen zonnecellen produceerden.

Nanozonnecellen

Door de cadmiumsulfidedeeltjes zetten de bacteriën licht efficiënter om in azijnzuur.

Kelsey K. Sakimoto

Promovendus Kelsey Sakamoto en haar collega’s in het lab van Peidong Yang gebruikten zogenoemde Moorella thermoacetica-bacteriën. Deze organismen produceren uit zichzelf al azijnzuur uit CO2 en licht, en ze kunnen daarnaast ook nog eens cadmiumsulfide maken. “Cadmiumsulfide kan licht opvangen en omzetten in energie”, legt Sakamoto uit. “Een soort nanozonnecel dus. Daar maken we gebruik van.”

Sakamoto voert de bacteriën cadmium, en vervolgens binden de bacteriën deze stof uit zichzelf aan het zwavelatoom uit de cysteïne in hun lichaam. Deze cadmiumsulfidedeeltjes blijven daarna aan de buitenkant van de organismen hangen door elektrostatische krachten, en zorgen er daar voor dat de bacterie veel efficiënter met zijn licht en energie omgaat. Sakamoto: “Onze ‘cyborgbacteriën’ zijn veel efficiënter dan de normale variant; ongeveer tachtig procent van het licht zetten ze om in eindproducten.”

Bad met licht

Ondanks de efficiëntie is Sakamoto nog niet helemaal tevreden: “Cadmiumsulfide werkt goed, maar er bestaan nanodeeltjes die nog meer zonlicht omzetten. Hier wil ik graag nog naar kijken.” Het proces moet veel azijnzuur gaan produceren, want de stof kan als grondstof dienen voor veel industriële processen. Maar dan moeten de onderzoekers nog wel bedenken hoe ze de producten gemakkelijk uit de bacteriën kunnen verwijderen.

“Op dit moment kunnen we het azijnzuur eruit destilleren of membranen gebruiken, maar echt handig is dat niet”, vertelt Sakamoto. “Misschien willen we wel andere bacteriën toevoegen die het azijnzuur direct omzetten naar de stof die je nodig hebt. Dan haal je in een keer het gewenste product eruit.”

Voor een toepassing op grote schaal heeft de promovendus ook al ideeën: “We hebben niet veel infrastructuur nodig, alleen een groot bad met veel licht. Dat is vergelijkbaar met de algenkweek.” Hij hoopt dan ook te leren van de problemen die de algenkweek tegenkomt en daar alvast op te anticiperen: “Die voorbeelden helpen ons hopelijk om snel onze bacterie in de echte wereld te introduceren.”

https://www.youtube.com/watch?v=opl5CnDA_2c

Deel dit artikel

Gerelateerde artikelen

  • Van tomatenvirus identificeren tot donororganen matchen

    Al enkele jaren volgt biotechnologie.nl studenten die meedoen aan de studentenwedstrjd iGEM. Elk jaar komen teams met creatieve ideeën die wereldproblemen moeten oplossen. Maar wat gebeurt er na de wedstrijd? Veranderen de ideeën daadwerkelijk de wereld, of liggen de projecten ergens opgeslagen in een stoffige kamer op de universiteit? Biotechnologie.nl bezocht oud-deelnemer Niek Savelkoul.

    • Ziekten voorkomen
  • Software sleutelt aan eiwitten

    Zoeken naar betere eiwitten is nu nog een kwestie van trial-and-error. Met kunstmatige intelligentie maakt de software van start-up Cradle in Delft het sleutelen aan eiwitten laagdrempeliger.

    • Duurzaamheid vergroten
    • Ziekten genezen
  • Op reis langs bekende denkers in de evolutie

    Wie waren de wetenschappers die ons begrip van evolutie hebben gevormd? Stap maar in, want biotechnologie.nl neemt je mee in een tijdmachine langs de grote denkers in de evolutie, zoals Charles Darwin, Gregor Mendel en Fred Sanger.

    • Voedsel produceren
    • Ziekten genezen
Meer artikelen