Omvendt fotosyntese kan lave biobrændstof til fly og biler

Plantefibre er svære at nedbryde og derfor en udfordring, når man skal lave biobrændstof af planterester. 

Men med lytic polysaccharide monooxygenase, eller bare LPMO-enzymet, har forskere på Københavns Universitet gjort det, de troede var umuligt, muligt. De er lykkedes med at spalte cellulose, som er planternes cellevægge, som vi kender bedre som plantefibre. 

”Vi har fundet en måde at nedbryde planter på en måde, som ikke er set før”, siger Claus Felby, professor på Institut for Geovidenskab og Naturressourcer på Københavns Universitet.

Brug for ilt og elektroner
Claus Felby og hans forskerhold fik 2,5 millioner kroner fra Danmarks Frie Forskningsfond til at forske i LPMO-enzymet, som han betegner som verdens mest fantastiske enzym, fremgår det af en pressemeddelelse fra fonden.

Enzymet er i stand til at nedbryde cellevæggene i planter, og som svampe fx også bruger, når de nedbryder planterester. For at klare opgaven, skal enzymet bruge ilt og elektroner, og derfor gik forskergruppen i gang med at undersøge, hvordan man kunne få fat i elektronerne. De fandt ud af, at de kunne bruge klorofyl som elektronkilde.

Klorofyl findes i forvejen i alle planter. Det er et kemisk molekyle, som spiller en stor rolle i fotosyntesen, hvor det optager elektroner fra solen, så planterne kan opbygge cellulose, når de også får vand.

Forskerne forsøgte sig derfor med at tilsætte klorofyl, men det virkede ikke. 

”Men heldigvis havde vi friheden til at blive ved”, siger Claus Felby, som drives af nysgerrighed og lysten til at være med fremme i første række.

”I stedet for bare at sige ’nåh’, når noget ikke lykkes, bliver jeg ved”, siger han, og fortæller, at en af hans gode venner er filminstruktør, og at det er de samme ting, der kan få dem op ad køre.

”Det er at gå nye veje og skabe noget, der ikke har været før. Det er en indre kreativitet og lyst til at opdage noget nyt”, siger han.

Klippede klorofylet i stykker
Forskerne fandt ud af, at det muligvis ikke virkede, fordi klorofyl ikke er vandopløseligt, og derfor klippede de klorofylmolekylerne i stykker.

”Klorofyl er som et langt anker, der sidder fast på plantevæggen, og med lidt base kunne vi klippe molekylerne over”, siger Claus Felby og forklarer, at base er omvendt syre eller fx afløbsrens.

Nu kunne klorofylet optage solstrålerne, som LPMO-enzymet udnytter til at nedbryde plantefibrene. Og pludselig tog nedbrydelsen kun omkring fem minutter.

Forskerne var så overraskede, at de gentog forsøget mere end 100 gange for at være sikre, og den var hjemme. Solens energi kan faktisk bruges omvendt i fotosyntesen til at nedbryde planter.

Fri forskning gjorde det muligt
Udover midlerne fra Danmarks Frie Forskningsfond fik Claus Felby og forskerholdet i 2017 15 millioner kroner fra Novo Nordisk Fonden til at forske videre i den omvendte fotosyntese, og i 2018 investerede Novo Nordisk Fonden yderligere 35 millioner kroner i oprettelsen af et egentligt forskningslaboratorium på Københavns Universitet, som blandt andre Claus Felby og hans hold skal bruge til at forske videre i LPMO-enzymet.

Claus Felby mener ikke, det havde været muligt at nå så langt uden støtten fra Den Frie Forskningsfond og Novo Nordisk Fonden, som også støtter den frie forskning.

”Det er helt afgørende, at vi har haft fuldstændig frie hænder til at følge egne tanker og ideer og ikke har skullet følge bestemte mål om noget kommercielt eller om at nå milepæle i det ene og det andet”, siger Claus Felby. 

”Det er sådan, der sker noget helt nyt i forskningen. Uden den frie forskning får vi bare lavet mere af det, vi allerede har”, siger Claus Felby, som mener, at der så absolut burde være mere fri forskning. 

”Men den forskning, som staten finansierer, går mere og mere i retning af noget, hvor du allerede skal vide hvad du vil, og så er der ikke så megen forskning tilbage. Så er det produktudvikling. Det kan også være meget godt, men balancen mellem de to er ikke så god mere”, siger han.

Fra laboratorium til den virkelige verden
I 2016 fik forskergruppen patent på deres opdagelse og, licensen til patentet blev samme år solgt til en privat virksomhed, som blandt andet vil lave biobrændstof til fx fly og biler.

”Jeg kan ikke sige, hvad det er for en virksomhed. Ikke andet end, at den ikke er dansk, men nordisk”, siger Claus Felby, som heller ikke helt kan fortælle, hvad de arbejder med sammen med virksomheden.

”Men det er bioteknologi til at lave nye materialer, fx biobrændstoffer. For at kunne styre elektronerne, skal vi have bygget systemet rigtigt op, eller sætte legoklodserne rigtigt sammen. Så vi arbejder på nye måder til at sammensætte enzymet og klorofylet”, siger han, og vurderer, at der går et par år endnu, før der kommer brugbare resultater.