Sinilevissä ilman hiilidioksidi sitoutuu yhteyttämisreaktioiden kautta kemiallisiin yhdisteisiin, joita voidaan jalostaa kulutusyhteiskunnan tarpeisiin. Väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin sinilevien käytön mahdollisuuksia ja rajoituksia bioteknologian solutehtaina. Työssä pyrittiin selvittämään hiilivetyjen luontaista roolia soluissa, jotta mahdollisuutta tuotannon tehostamiselle pystyttäisiin myöhemmin arvioimaan. Hiilivetyjen ja niiden tuotantoon liittyvän keskeisen entsyymin (ADO; aldehyde deformylating oxygenase) havaittiin olevan vuorovaikutuksessa solukalvojen kanssa. Lisäksi hiilivetyjen saturaatio ja määrä olivat tarkkaan säädeltyjä ja yhteydessä solujen kasvatuslämpötilaan. Väitöstutkimus osoittaa, että hiilivietybiosynteesin estäminen vaikutti negatiivisesti yhteyttämiseen, hiiliaineenvaihduntaan ja sitä kautta kasvuominaisuuksiin ja solujen kellumiseen. – Saadut tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että hiilivedyillä on tärkeä konservoitunut tehtävä sinilevissä, vaikka monia kysymyksiä jäi vielä avoimeksi, Vuorio selittää.
Väitöskirjassa tutkittiin myös muokattujen syanobakteerikantojen käyttömahdollisuuksia haihtuvan lyhytketjuisen hiilivedyn, etyleenin, tuotossa. Etyleeniä käytetään muun muassa muoviteollisuuden lähtöaineena, ja näin ollen sen tuotanto fossiilisesta öljystä on yksi kemian teollisuuden suurimmista yksittäisistä hiilidioksidin lähteistä. Sinilevien käytön tuottostrategia pohjautuu siihen, että genomiin siirretyn efe (ethylene forming enzyme) -geenin avulla solu kykenee valmistamaan luontaisista aineenvaihduntatuotteista etyleeniä, joka haihtuu spontaanisti ulos solusta. Synechococcus-kanta on usein kärsinyt etyleenin tuotosta, kun puolestaan vastaavaa ei ole havaittu Synechocystis-kannalla. Väitöskirjatyössä selvitettiin syytä kantojen väliseen eroon ja havaittiin eron johtuvan lajispesifisistä geneettisistä ominaisuuksista, jotka pitää ottaa huomioon kantoja muokattaessa.
Lisäksi väitöstutkimuksessa pureuduttiin kiertotalouden periaatteiden soveltamiseen. Kiertotaloudessa energian ja materiaalin kulkua pyritään hidastamaan ja hyödyntämään yhden prosessin jätevirtoja lähtöaineena toisessa prosessissa. – Vaikka sinilevien bioteknologian hyödyt perustuvat ennen kaikkea solujen yhteyttämiskykyyn, ne pystyvät hyödyntämään myös muita energian ja hiilen lähteitä, Vuorio kuvaa. Asetaatti on käymisprosesseissa vapautuva jäte, jonka vaikutuksia sinileväkasvatuksiin selvitettiin sekä villityyppi-soluilla että muokatuilla soluilla, joihin oli lisätty geeni mahdollistamaan asetaatin tehokkaampi siirtyminen solun sisälle. Asetaatin havaittiin tehostavan solujen kasvua erityisesti olosuhteissa, joissa valon määrä oli vähäinen, mutta vaikuttavan myös solun muuhun metaboliaan.
Lähde: Turun yliopisto
Finnish site 
Global site