Команда ученых из Австралийского национального университета успешно воспроизвела один из решающих шагов фотосинтеза, открывая путь к биологическим системам, питающимся солнечным светом, которые могли бы производить водород в качестве топлива.
«Вода и солнечный свет имеются в изобилии. У нас есть прекрасная возможность использовать их для создания водорода и делать это дешево и безопасно», — сказала доктор Кастоори Ингорани.
Водород может использоваться в качестве замены нулевого углерода для нефтепродуктов и уже применяется для запуска космических кораблей. Однако до этой работы способ, которым растения производят водород, расщепляя воду, был плохо изучен. Команда создала белок, который под воздействием света отображает электрические импульсы, что является ключом к фотосинтезу.
Система использует природный белок и не нуждается в батареях или дорогих металлах, значит, эта технология может быть доступна в развивающихся странах. Coавтор, профессор Рон Пэйс, сказал, что работа открыла новые возможности для производства водорода как дешевого и чистого источника топлива.
«Мы впервые реплицировали первичное получение энергии из солнечного света, — сказал профессор Пэйс. – Это открывает целый ряд возможностей, таких как создание высокоэффективного топлива или улавливание атмосферного углерода».
Профессор Пэйс заявил, что большие объемы водородного топлива, производимые искусственным фотосинтезом, могут даже преобразовать экономику.
«Безуглеродный цикл, по существу, бесконечно устойчив. Солнечный свет и вода – сырье, необходимое для изготовления топлива, имеются в изобилии», — сказал он.
Команда изменила белок ферритин, который присутствует практически во всех живых организмах. Роль ферритина заключается в хранении железа, но ученые удалили железо и заменили его марганцем. Этот белок также связывает гемогруппу, которую исследователи заменили светочувствительным пигментом – хлоридом цинка.
Когда они направляли свет на модифицированный ферритин, наблюдался явный признак переноса заряда, как и в природном фотосинтезе. На эту работу ученых вдохновил дальновидный исследователь, доцент Уорик Хиллер, который руководил исследовательской группой вплоть до своей смерти от рака головного мозга в этом году.