Objev brněnských vědců může vést k udržitelnějšímu svícení. Zkoumali svítící enzym mořského žahavce
💡 Revoluce ve svícení. Vědci Martin Marek a Martin Toul z @RECETOX PřF MU objasnili mechanismus svícení luciferázy mořského žahavce - renily fialové, jenž by mohl v budoucnu rozsvítit naše ulice.
— Masarykova univerzita (@muni_cz) January 2, 2023
ℹ️ Více zde: https://t.co/cWnggXGuIj pic.twitter.com/8gJuGCjzLN
Unikátní objev brněnských vědců by v budoucnu mohl přispět k inovativnímu a udržitelnému způsobu svícení. Nahradit by mohl dokonce i elektrické žárovky. Výsledky publikoval prestižní vědecký časopis Nature Catalysis. Ulice by se časem mohly mnohem efektivněji rozsvítit díky živočichovi, kterého vědci z Loschmidtových laboratoří, RECETOXu a Přírodovědecké fakulty brněnské Masarykovy univerzity zkoumali – mořského žahavce renilu fialovou.
Objev spočívá v tom, že se vědcům vůbec poprvé podařilo pochopit, jak funguje svítící enzym, takzvaná luciferáza. Právě díky ní mají organismy na dně moří a oceánů schopnost produkovat světlo. To už se sice vědělo, ale za celé čtyři desítky let vědci nepřišli na to, jaký mechanismus svícení způsobuje.
Brněnským vědcům, kteří na objevu spolupracovali i se svými francouzskými kolegy, to trvalo pouhých pět let. Na jednu stranu jde o složitý proces, nicméně podle jednoho z autorů výzkumu, Martina Marka, si to můžeme představit jako přikládání dřevěných polen do kamen.
Vědci z Vysokého učení technického v Brně vyvíjí speciální tepelný vypínač pro vesmírné mise
Číst článek
„Spalování dřeva generuje energii jak tepelnou, tak i svítí. Dalo by se to přirovnat k luciferázám, což jsou malé nanomašinky, nanostroje, proteiny, které do sebe vážou malé organické molekuly, kterým říkáme luciferiny. Ty navážou do svého nitra, kde je chemicky přemění, přidrží. Molekula se nemůže zbavit přebytečné energie jinak, než když vyzáří viditelné světlo,“ vysvětluje Marek.
V laboratořích se s něčím takovým podle Martina Marka pracuje už desítky let, ale díky tomuto objevu jsou vědci schopni docílit toho, že vykonstruují živý organismus, který by se choval přesně tak, jak chtějí a potřebují. Právě to by se z laboratorních podmínek dalo přenést do každodenního života.
Konkrétním přínosem objevu je udržitelnější svícení. Pokud svítíme klasickou žárovkou, uvolňuje se teplo. Luciferázy ho ale neuvolňují a tím pádem dokážou přeměnit energii na světlo mnohem efektivněji.
Petr Neugebauer z Vysokého učení technického v Brně to přirovnává například ke světlušce, která také nepotřebuje žádné dráty, ani k ničemu připojit, a přesto svítí. Dalším příkladem jsou podle něj LED diody.
„Oproti klasické žárovce, kdy produkujete světlo a během světla ale produkujete i spoustu tepla, které je víceméně nechtěné, to nahradily LED diody, které jsou mnohem efektivnější, pokud jde o vstupní energii. V tomto případě jde o to samé – efektivita, produkce světla se ještě zvýší,“ popisuje Neugebauer.
Náhrada pouličních lamp
Kdyby se podařilo převést objev do praxe, bylo by to podle Neugebauera přínosné i ekonomicky, což by v současné krizi byla velká výhoda. Pokud by nenastaly žádné překážky, mohlo by to podle něj fungovat do pár let.
Vědci z Masarykovy univerzity se pokouší zrekonstruovat genom Gregora Johanna Mendela
Číst článek
Otázkou pro vědce je, jak dlouho dokáže enzym nepřerušeně svítit – v laboratorních podmínkách to totiž udrželo rozsvícenou zkumavku maximálně na 48 hodin. Pro praktické využití je to proto v tuto chvíli stále ještě ekonomicky neefektivní.
Nejdříve musí vědci odhalit dráhy, které ke tvorbě luciferinů vedou, následně jejich recyklaci v buňkách, a teprve pak by mohli energeticky nezávislý zdroj světla vytvořit. Vize vědců jsou přitom velké – podle Martina Marka z Loschmidtových laboratoří by se díky luciferáze mohly dát nahradit i například pouliční lampy.
„Dnes je přes metody syntetické biologie možné vytvořit stromy, které by poskytovaly osvětlení našich ulic. Reklamní bannery ve městech je možné naplnit řasami, které vyzařují světlo různých barev. Každý má doma pokojové rostliny, někdo má u postele lampičku. V budoucnu bychom tam mohli mít nějakou rostlinu, která nám právě lampičku bude nahrazovat,“ uzavírá vědec.
