Para ilmuwan telah menemukan saklar biologis pada ganggang biru-hijau yang bereaksi terhadap cahaya dan mengubah cara elektron diangkut dalam sel.
Para ilmuwan telah menemukan saklar biologis pada ganggang biru-hijau yang bereaksi terhadap cahaya dan mengubah cara elektron diangkut dalam sel. Temuan baru ini dapat membantu dalam rekayasa alga untuk meningkatkan produksi biofuel. Hasil penelitian ini dipublikasikan pada 10 Juli 2012 di Jakarta Prosiding Akademi Sains Nasional.
Alga biru-hijau, juga dikenal sebagai cyanobacteria, terkenal karena pertumbuhan eksplosifnya ketika diberi kombinasi cahaya, nutrisi, dan air hangat yang tepat. Sebagian karena tingkat pertumbuhan yang tinggi, kemampuan mereka untuk menggunakan air limbah sebagai sumber nutrisi dan kemampuan mereka untuk tumbuh tanpa bersaing dengan tanah subur yang digunakan untuk menanam makanan, cyanobacteria dan jenis ganggang lainnya telah menjadi target utama untuk produksi biofuel.
Kurangnya cahaya sering menjadi kendala utama dalam sistem produksi biofuel alga karena alga membutuhkan cahaya untuk berfotosintesis. Upaya untuk meningkatkan jumlah cahaya yang dikirim ke ganggang di bioreaktor biasanya melibatkan penggunaan sistem pencampuran yang menuntut energi atau ruang pertumbuhan yang lebih kecil dan lebih mahal.
Atau, para ilmuwan dapat mencoba untuk meningkatkan cara tumbuh alga dalam kondisi cahaya rendah. Tapi pertama-tama, mereka perlu lebih memahami bagaimana molekul biologis di dalam sel merespons cahaya.
Cyanobacteria menampilkan tag fluorescent hijau. Penghargaan gambar: Ratu Mary, Universitas London.
Untuk memeriksa bagaimana sel-sel cyanobacterial merespons cahaya, para ilmuwan menempelkan label protein hijau neon pada dua kompleks pernapasan utama pada spesies tersebut. Synechococcus elongatus. Kemudian, mereka mengekspos sel-sel cyanobacterial ke kondisi cahaya rendah atau sedang di laboratorium dan melacak perubahan dalam sel dengan melihat sel-sel di bawah mikroskop.
Para ilmuwan menemukan bahwa cahaya yang lebih terang menyebabkan kompleks pernafasan untuk mendistribusikan kembali seluruh sel dari tambalan terpisah ke lokasi yang lebih merata. Redistribusi kompleks pernapasan tampaknya dipicu oleh perubahan keadaan redoks dari pembawa elektron yang dekat dengan plastiquinone, dan menghasilkan peningkatan besar dalam kemungkinan bahwa elektron akan ditransfer ke sistem foto I, komponen integral dari kompleks fotosintetik yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini.
Penelitian ini dilakukan oleh tujuh ilmuwan dari Queen Mary, University of London, Imperial College London dan University College London.
Aliran elektron (lingkaran biru muda) di dalam sel selama fotosintesis. Kredit gambar: Wikimedia Commons.
Conrad Mullineaux, yang adalah Profesor Mikrobiologi di Queen Mary, University of London dan co-penulis makalah baru, mengomentari temuan dalam siaran pers. Dia berkata:
Setiap organisme yang bernafas atau berfotosintesis tergantung pada sirkuit listrik kecil yang beroperasi di dalam membran biologis. Kami mencoba mencari tahu apa yang mengendalikan sirkuit ini: apa yang membuat elektron mengambil rute yang mereka lakukan, dan sakelar apa yang tersedia untuk elektron ke tujuan lain?
Dia mengomentari temuan baru lebih lanjut dalam sebuah wawancara dengan Ecoimagination:
Agak seperti saklar listrik yang akrab. Anda menekannya untuk mengubah posisi kabel, dan dengan demikian mengubah apa yang dilakukan elektron. Di keadaan ini, kami hanya mencoba memahami apa yang terjadi di sel. Tetapi ada potensi untuk mengeksploitasi pengetahuan untuk produksi biofuel.
Intinya: Para ilmuwan telah menemukan saklar biologis pada cyanobacteria yang bereaksi terhadap cahaya dan mengubah cara elektron diangkut dalam sel. Temuan baru ini dapat membantu dalam rekayasa ganggang biru-hijau untuk meningkatkan produksi biofuel. Hasil penelitian ini dipublikasikan pada 10 Juli 2012 di Jakarta Prosiding Akademi Sains Nasional.
Terobosan dalam membuat biofuel dari rumput laut
George Church: Bakteri rekayasa mengeluarkan bahan bakar diesel menggunakan sinar matahari dan CO2
Daniel Kammen: Energi dari alga adalah wildcard