Už před více než čtyřiceti lety vědci zjistili, že organismy žijící na dně oceánu jsou schopny produkovat světlo díky enzymu zvanému luciferáza. Až dosud však nebylo jasné, jak tento mechanismus funguje.
S odpovědí nyní přišli vědci z Loschmidtových laboratoří, RECETOXu a Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. Ti zkoumali luciferázu izolovanou z mořského organismu zvaného Renilla reniformis.
Podle jednoho z autorů výzkumu Martina Marka lze složitý proces nejlépe popsat jako přikládání dřevěných polen do kamen. „Spalováním dřeva vzniká tepelná i světelná energie. Dalo by se to přirovnat k luciferázám, což jsou takové malé nanostroje nebo proteiny, které vážou malé organické molekuly zvané luciferiny,“ přiblížil pro Radio Prague International. „Ty v sobě vážou a chemicky je přeměňují. Přebytečné energie se molekula může zbavit pouze tím, že vyzařuje viditelné světlo,“ doplnil.
Podle Marka se s něčím podobným pracuje v laboratořích už desítky let. Nedávný objev by nicméně mohl vědcům konečně umožnit zkonstruovat živý organismus, který se bude chovat přesně tak, jak potřebují.
Jedním z praktických přínosů jejich objevu by mohlo být udržitelnější osvětlení. Na rozdíl od klasické žárovky, která uvolňuje teplo, totiž dokáže luciferáza přeměnit energii na světlo mnohem efektivněji.
Jako světlušky
Petr Neugebauer z Vysokého učení technického v Brně to přirovnává ke světluškám nebo LED diodám, které také nepotřebují žádné dráty ani připojení. „Klasickou žárovku, která sice produkujete světlo, ale také hodně tepla, nahradily LED diody. Ty jsou z hlediska vstupní energie mnohem efektivnější. V tomto případě se jedná o totéž, ale účinnost a produkce světla se ještě zvyšuje,“ vysvětlil pro server.
Otázkou pro vědce nyní je, jak dlouho dokáže enzym udržet světlo a nepřetržitě svítit. V laboratorních podmínkách udržel rozsvícenou trubici maximálně 48 hodin.
Lampy i reklamní poutače
Experti musí nyní ale nejprve odhalit cesty, které vedou ke vzniku luciferinů, a následně jejich recyklaci v buňkách. Teprve potom by mohli vytvořit zdroj nezávislý na energii. Podle Marka, který doufá, že by luciferiny mohly jednoho dne nahradit pouliční lampy, si ale dělají velké naděje.
„Pomocí metod syntetické biologie je dnes možné vytvořit stromy, které budou zajišťovat osvětlení našich ulic. Reklamní poutače ve městech mohou být naplněny řasami, které vyzařují světlo různých barev,“ podotkl pro Radio Prague International.