De cyanobacterie cyanothece 51142 produceert hoge concentraties waterstof (H2) onder aerobe condities met behulp van fotosynthese. Door kunstmatige belichting wordt de H2 synthese versneld, zo melden wetenschappers van Washington University in St Louis, Missouri (VS). De bacterie zou van grote betekenis kunnen zijn voor de overstap van fossiele brandstoffen naar het gebruik van waterstof als brandstof.

De studie, gepubliceerd in Nature Communications laat zien dat de bacteriën met behulp van zuurstof (O₂) uit de fotosynthese, een stikstof-stofwisseling onderhouden, waarbij H₂ als bijproduct ontstaat. Overdag doet de cel aan fotosynthese en ‘s nachts breekt hij stikstof (N₂) af.

Himadri Pakrasi en zijn team lukte het om de micro-organismen te stimuleren om extra veel H₂ te produceren, door ze 48 uur te belichten. De bacteriën hebben een ingebouwde klok voor het dag- en nachtritme. Vaak reageert zo’n klok op de aan- en afwezigheid van daglicht, maar bij deze cyanobacterie blijkt dat niet zo te zijn. Bij kunstmatige belichting blijft zij gewoon in de nachtmodus steken en stikstof afbreken, terwijl ze dankzij dat licht tegelijk ook fotosynthetiseert en O2 aanmaakt.

Gewoonlijk zijn stikstofmicro-organismen anaeroob. Het enzym nitrogenase verantwoordelijk voor de afbraak van N₂, functioneert namelijk niet met O₂ in de buurt. De bacterie heeft dit handig opgelost door O₂ te gebruiken om suikers te verbranden. Zo houdt zij het intracellulaire O₂-gehalte laag. De vrijgekomen energie wordt vervolgens gebruikt om het nitrogenase-enzym stikstof te laten afbreken, waarbij dus H₂ ontstaat.

Bron: Nature news