Kasvihuonekaasusta polttoainetta metaanisyöppöbakteereilla

Tutkijaryhmä on lähes selvittänyt, miten tietty bakteerityyppi pystyy muuntamaan metaanin nestemäiseksi metanoliksi, mikä on hurjan hyvä uutinen ilmastolle.

Tutkijaryhmä on lähes selvittänyt, miten tietty bakteerityyppi pystyy muuntamaan metaanin nestemäiseksi metanoliksi, mikä on hurjan hyvä uutinen ilmastolle.

Shutterstock / Aliaksei Putau

Metaani on syypää 25 prosenttiin ilmaston lämpenemisestä. Siksi se kuuluu yhdessä hiilidioksidin kanssa vaarallisimpiin kasvihuonekaasuihin.

Tutkijat ovat pitkään pohtineet sitä, miten metaania voitaisiin poistaa ilmasta – ja jos metaanin poisto ilmakehästä onnistuisi, mitä sillä pitäisi tehdä.

Ratkaisu saattaa piillä jo aivan ulottuvillamme, mikä käy ilmi yhdysvaltaisen Northwestern-yliopiston tutkimuksesta, jossa tutkijoiden onnistui eristää bakteerista metaania polttoaineeksi sopivaksi metanoliksi muuntava entsyymi ja tutkia sitä.

Ratkaisu piilee rasvamolekyyleissä

Metaanilla elävät ja sitä metanoliksi (puuspriiksi) muuntavat bakteerit on tunnettu pitkään, ja joka vuosi nämä metanotrofiset bakteerit kuluttavat reilut 30 miljoonaa tonnia metaania.

Tutkijat ovat turhaan yrittäneet selvittää, miten bakteereissa oleva entsyymi saa aikaan kemiallisen prosessin, joka muuttaa metaanin metanoliksi. Entsyymin tutkiminen on osoittautunut erittäin hankalaksi, sillä se on tiukasti kiinni bakteerin solukalvossa.

Nyt kuitenkin Northwestern-yliopiston tutkijaryhmä on tehnyt asiassa ison läpimurron. He ovat ensimmäisinä saaneet selville, miten bakteerien erikoista entsyymiä voidaan tutkia ja käyttää sitä ilmastonmuutoksen torjunnassa.

Tutkijat ovat käyttäneet tekniikkaa, jossa entsyymi saatiin esiin liuottamalla solukalvosta pois rasvamolekyylejä.

Jotta entsyymi ei tuhoutuisi, se kiinnitettiin heti esiin saamisen jälkeen keinotekoiseen, alkuperäistä jäljittelevään, solukalvoon. Näin käsiteltynä Northwestern-yliopiston tiimi pääsi tutkimaan kemiallista reaktiota, jossa metaani muuntuu metanoliksi.

Valtava potentiaali ilmastolle

Entsyymiä tutkittiin muun muassa kryoelektronimikroskoopilla, mikä tarkoitti, että se käytännössä pakastettiin, jolloin sen hallinta oli helpompaa, ja hallinta on tutkijatiimin mukaan puolestaan edellytys sille, että bakteereja voidaan alkaa käyttää biokemian teollisuudessa.

Teollisuuslaitoksissa voidaan nykyisinkin saada aikaan kemiallinen reaktio, jossa metaani muuntuu polttoaineeksi, mutta siihen vaaditaan suuri paine ja yli 1 300 asteen lämpötila, mikä on kallista ja mihin kuluu paljon resursseja.

Metanotrofiset bakteerit sen sijaan muuntavat metaanin polttoaineeksi huoneenlämpötilassa, jolloin tuotanto on paljon edullisempaa.

Bakteereja voitaisiin myös käyttää metaanin ottamiseen talteen esimerkiksi muuten runsaasti saastuttavassa vesisärötyksessä, muissa paljon metaanipäästöjä tuottavissa lähteissä ja öljyvahinkojen siivoamisessa.

Metaanista muunnetulla metanolilla voidaan esimerkiksi tuottaa sähköä tai sitä voidaan käyttää polttoaineena hiilidioksidineutraalien autojen polttokennoissa.