Konkurrenter kalder dansk biotek-opdagelse for banebrydende

Forskere fra Københavns Universitet har opdaget, at man kan lave billig og grøn energi ved at vende fotosyntesen om. Det gavner Danmark på flere måder, mener branchen.

  • Claus Felby på Institut for Geovidenskab og Naturressourcer står i spidsen for forskningen sammen med post.doc. David Canella og Klaus Benedikt Möllers, og forskningsresultatet er netop offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications. (Foto: Hanne Kokkegård - DR Videnskab © Hanne Kokkegård)
  • (Foto: Hanne Kokkegård - DR Videnskab © Hanne Kokkegård - DR Videnskab)
1 / 2

Det har vakt stor opsigt i forskerverden, at forskere fra Copenhagen Plant Science Centre på Københavns Universitet har gjort en opdagelse, de selv kalder for et regulært gennembrud inden for biotek; den omvendte fotosyntese.

Forskningsresultatet er i dag offentliggjort i det internationale tidsskrift Nature Communications. Og forskningskolleger fra andre universiteter bakker op.

- Det er videnskab på virkelig højt niveau. Det er avanceret, og det er banebrydende, siger Lasse Aistrup Rosendahl, professor på Institut for Energiteknik ved Aalborg Universitet.

Lene Lange, professor i bioteknologi ved DTU KEMITEKNIK, er enig:

- Det er kompetitivt, og det er flot, at professor Claus Felby og kolleger er kommet ud med det. Det er et vigtigt skridt videre.

I Norge gratulerer professor Vincent Eijsink forskerne og Københavns Universitet og siger, at der kan være tale om en 'game changer'. Men han mener også, at der er svagheder i forskningen.

Bruger enzym til at vende processen om

Normalt bruger naturen sollys som motor i fotosyntesen til at opbygge biologisk materiale. Men her vender forskerne fotosyntesen om, så de i stedet bruger sollys til at hive biologisk materiale fra hinanden ved hjælp af et bestemt enzym – monooxygenase.

Det betyder, at man hurtigt kan omdanne plantemateriale til biobrændstof, kemikalier, plast og medicin.

Enzymer skal bruge en elektron, og processen kører normalt langsomt, og udbyttet varierer. Der er forskel på, hvor energirige elektroner er. Men professor Claus Felby fandt på, at man kunne prøve at bruge de mest energirige elektroner, der findes. De er fra sollyset. Og det virker.

Det er rigtig spændende, siger Lene Lange:

- Vi har vidst i et stykke tid, at der var nogle spændende enzymer, som kunne bryde nogle bindinger, som man ikke har set før. Og de er drevet af oxygenaser – drevet af aktivt ilt. Men man vidste ikke, hvordan de fik deres elektron – det vil sige det, der skal til at fyre deres pistol af med. Der har teamet nu vist, at lyset kan drive det. Samtidig har de vist, at man kan forhøje enzymernes effekt med mere end 100 gange.

Behov for at udnytte hele biomassen

Ifølge Lene Lange vil man nu kunne udbrede brugen af de biologiske ressourcer, altså det som vi lige nu smider væk af afgrøder, affald og sideprodukter, endnu mere effektivt og samtidigt opdyrke biomassen til nye produkter af værdi.

Dét ser Aalborg-professoren Lasse Aistrup Rosendahl også som en oplagt mulighed:

- Bioøkonomien er en økonomi, der er drevet af, at vi finder ud af at udnytte alle de muligheder, der er, så effektivt som muligt. Gør vi ikke det, kan vi ikke få enderne til at mødes.

- Og der er det her et aldeles glimrende eksempel på, hvordan man går ind og finder nogle processer og veje, der gør, at vi nemmere kan få adgang til at udnytte al biomasse til forskellige formål. Den forståelse opdagelsen giver os, er virkelig fantastisk, siger han.

- Hvis vi virkelig vil noget med bioenergi, skal vi kunne håndtere hele biomassen. Nu skal opdagelsen videre forskningsmæssigt og udvikles. Og jeg tror, at man vil se, at en helt masse forskere læser den videnskabelige artikel og bliver inspireret. Og så rykker det formentligt, siger Lasse Aistrup Rosendahl.

Kan gavne megen dansk forskning

På DTU forsker man meget i katalysatorer og samarbejder blandt andet med Stanford University i USA, og ifølge Lene Lange kan den omvendte fotosyntese gavne dansk biotek-forskning på flere måder.

Hun peger på, at Danmark med Novozymes er blandt verdens bedste til at lave enzymer, der kan omdanne restaffald til vigtige produkter. Forskningsresultatet er også en ny påvisning af, at mikroorganismernes enzymer er i samspil med fysiske og kemiske faktorer.

- Danmark er jo faktisk blandt verdens bedste inden for enzymer og for kemiske katalysatorer. Så hvis vi kan forstå endnu bedre, hvordan det kemiske, og det fysiske spiller sammen med de biologiske enzymer, kan der være helt nye mekanismer, som kunne gøre det endnu mere effektivt. Det er en rigtig spændende udvikling for Danmark som helhed, siger Lene Lange.

Nordmand roser og riser forskerne

I Norge er professor Vincent Eijsink ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, NMBU, blevet overrasket over at læse om biotek-opdagelsen i Danmark.

Han både roser og riser de danske forskere for opdagelsen.

Vincent Eijsinks egen forskergruppe opdagede tilbage i 2010 netop dét, at enzymer via metoden LPMO (Lytic Polysaccharide MonoOxygenases) kan bryde nogle bindinger, så man kan nedbryde plantemateriale. Og det er den viden, som Claus Felby og hans team har benyttet sig af.

Skandinavien er store på feltet

Ifølge Vincent Eijsink har hans egen forskning været banebrydende. Dog kæmper man med, at enzymerne er meget omkostningsfulde, og på forskningsområdet har man ment, at det burde være muligt at få mere ud af enzymerne, så nedbrydningen var mere effektiv.

Det er så dét, som Københavns Universitet har fundet ud af ved at vende fotosyntesen om og bruge sollys.

- Det viser, hvor god Skandinavien er på det her forskningsfelt, siger Vincent Eijsink.

Hans forskergruppe samarbejder i øvrigt ofte med Claus Felbys forskerteam. Men københavnerne har i det her tilfælde holdt deres opdagelse hemmelig indtil i dag.

Måske en game changer

- Det er ingen tvivl om, at hovedfundet i denne videnskabelige artikel er solid dokumenteret, og at opdagelsen vil have stor betydning i den videre udvikling af feltet fremover. Det er sandsynligvis en ’game changer’, siger Vincent Eijsink.

Han tror dog, at der er meget mere at hente end bare en mere effektiv bioraffinering af biomasse. Endnu vigtigere er måske de andre fremtidige anvendelser af teknologien, siger han:

Det at bruge lys og pigmenter (klorofyl, red.) til at få andre kemiske processer i gang, som omdannelse af metan til metanol, kan på sigt blive endnu vigtigere. Det er ekstremt interessant, både videnskabeligt og teknologisk, siger han.

Men vil det overhovedet virke i stor skala?

Nordmanden er derimod skeptisk over for selve den videnskabelige dokumentation for, at metoden med den omvendt fotosyntese virker så godt, som Københavns Universitet siger.

- Jeg tvivler på, hvor stor effekten egentlig er. Jeg synes, at det er lidt nemt at sige, at effekten er op til 100 gange så effektiv. For at kunne komme med så stærke påstande af størrelsen på effekten, burde man have gennemført flere kontrolforsøg, siger Vincent Eijsink.

På den analytiske side mangler er også noget. Fx mener han, at der burde være flere forsøg med forskellige enzymer.

Han peger også på, at forskerne siger, at man kan lave store reaktorer, hvor man tilsætter enzymer og så lader klorofyl starte processen med at hive solens energi til.

-Er det nok bare at tilsætte tiltrækkeligt med klorofyl? Er det muligt at få tilstrækkeligt med lys i en stor reaktor, som indeholder måske op imod 30 procent tørstof, som er mørkt? Hvad med sidereaktioner, der bruger den ilt, som enzymmetoden har brug for?, spørger Vincent Eijsink blandt andet.

Se videoindslaget herunder med Claus Felby og hans team.