CO₂ som mat, ikke klimaproblem

Dit er det langt frem. Men ett sted må man begynne, og det skal Åsmund Røhr Kjendseth gjøre. Han er førsteamanuensis ved KBM – fakultetet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap ved NMBU. Nå har han fått støtte til et fire år langt forskningsprosjekt for å utnytte og fange CO2.

Endrer enzymer

– Hovedmålet er å modifisere kjente enzymer sånn at de kan gjøre noe nytt, sier han. Akkurat hva slags enzymer han skal bruke, det vil han ikke snakke om. Detaljene må han holde for seg selv en stund til.

– Men det vi gjør, er å ta utgangspunkt i enzymer som gjør én ting i dag, og endre dem så de gjør noe annet, sier Kjendseth.

Litt forenklet er det snakk om å forbedre det som allerede skjer i naturen: Fotosyntesen.

– Det handler om å flytte på elektroner. I fotosyntesen henter plantene elektroner ut av vann og lager oksygen. De elektronene som hentes ut, bruker plantene blant annet til å lage sukker av CO2. Det er det samme vi skal gjøre nå: Bruke elektroner, overføre dem direkte til CO2 med hjelp av enzymer og lage enkle karbonforbindelser, forklarer han.

Verdifulle karbonforbindelser

Dette skal skje inne i organismer. NMBU-forskerne bruker bakterier i første omgang. De endrer stoffskiftet i bakteriene – de ruter om metabolismen, som Kjendseth sier det – slik at bakteriene kan leve av karbonforbindelsene, vokse på dem og produsere andre verdifulle stoffer.

– Hovedbøygen kommer til å ligge i å lage de nye enzymene og få dem til å virke. Vi skal ikke bare lage karbonforbindelser; vi skal bruke dem til noe fornuftig også, sier han. Et annet mål er nemlig å få organismer til å bruke de enkle karbonforbindelsene som eneste karbonkilde.

Disse karbonforbindelsene kan også være verdifulle i seg selv. De kan selges som kjemikalier, for eksempel. De kan til og med brukes til å lagre CO2. Det er ikke målet for prosjektet nå, men hvis enzymene fungerer bra, kan de brukes til å fange CO2 og gjøre om gassen til fast et stoff, så kan det faste stoffet lagres og behandles på kontrollert vis slik at CO2-gassen hindres i å bidra til den globale oppvarmingen.

Planter som vokser raskere

– Et annet hårete mål for fremtiden er at når vi lager nye enzymer som kan konvertere CO2 til karbonforbindelser som planter kan benytte seg av, så kan vi kanskje også lage modifiserte planter eller alger som kan binde CO2 på en mer effektiv måte, sier Åsmund Røhr Kjendseth.

Hvis det blir resultatet, betyr det planter som vokser raskere og mer effektivt. Kort sagt: Mer mat.

Naturen er nemlig lite effektiv på akkurat dette området. I dag er det et enzym som heter rubisko som gjør den aller meste CO2-fikseringen i plantene. Rubisko er et stort enzym som det finnes mye av i bladene, noe som betyr at plantene bruker veldig mye energi på å bygge det opp. Samtidig er det veldig lite effektivt.

Bioteknologer mener at det ligger et stort potensial i å finne effektive alternativer til rubisko. Hvis det går an å finne snarveier, kan det bety mye for arbeidet med å mette verdens voksende befolkning.

Den jobben er det ikke Kjendseth som skal gjøre. Men han har gode samarbeidspartnere, både internt på NMBU og flere steder i USA, som kan stille med den kompetansen hvis og når den trengs.

Datamaskinen først

Men aller først, altså: Enzymene.

– Enzymer er katalysatorer som gjør at vanskelige kjemiske reaksjoner kan skje mye raskere. En reaksjon kan gå tusenvis eller millioner av ganger raskere med enzymer enn uten, så i praksis trenger du enzymer for å få ting til å skje. Det spennende med dem er at vi kan masseprodusere dem: Vi kan lure organismer som bakterier eller gjær til å lage enzymet ditt i store mengder, forklarer han.

I dette prosjektet er det kobber som skal få reaksjonen til å skje. Kobberionet sitter inne i enzymet. Det forskerne skal gjøre i dette prosjektet, er å binde ionet slik at det kan reagere med CO2.

I første omgang i datamaskinen; i neste omgang på laboratoriet.

– Vi putter molekylene inn i datamaskinen og modellerer kjemiske reaksjoner. Så kan vi forandre molekylene i datamaskinen og se hva som skjer da. Det er enklere enn å gjøre det på labben, og vi lærer mer om molekylenes indre liv. Vi kommer til å bruke mye tunge beregninger, sier han.

Det er ikke store mengder kobber som skal til. Kjendseth sammenligner det med mineralene som finnes i vitaminpillene som du spiser. Det er ikke mange kobberatomene som skal til i et enzym som består av tusenvis av atomer.

Det er ti år siden kjemikerne viste at reaksjonen med kobber og CO2 er mulig. Med syntetiske forbindelser på et laboratorium.

– Det vi har lyst til, er å overføre noe som ble oppdaget tilfeldig i en kjemilab, til å skje i et enzym. Grunnen er at enzymer er miljøvennlige og at de kan plugges inn i cellenes eksisterende produksjonslinjer, fastslår Åsmund Røhr Kjendseth.