Det har lenge vært kjent at lys stimulerer nedbryting av plantemateriale og annen biomasse i naturen, men det har ikke vært klart hvorfor. Nå har forskere ved NMBU avdekket en mulig forklaring.
På sikt kan funnet hjelpe oss med å redusere klimagassutslipp fra landbruket.
NMBU-forskere publiserte nylig en artikkel i det prestisjefylte breddtidsskriftet PNAS om hvordan lys kan påvirke hva som skjer med biomasse i naturen. I artikkelen presenterte Eirik Kommedal (post-doc i forskningsgruppen The Protein Engineering and Proteomics Group - PEP) og kolleger en mulig forklaring på lysets rolle i nedbrytningsprosessen.
Forskerne har tatt utgangspunkt i enzymer for å forklare hvorfor lys bidrar til nedbrytningen av biologisk materiale. De har sett på nedbrytning av stoffet kitin, som finnes i insektskall. Kitin er veldig likt cellulose, som vi finner i plantemateriale.
Forskerne undersøkte hvordan LPMO-enzymer, som er viktige for nedbrytning i naturen, påvirkes av lys. Enzymene trenger hydrogenperoksid for å bidra til nedbrytning, og det er blant annet lyset som avgjør hvor mye hydrogenperoksid som er tilgjengelig for enzymet.
Nedbrytningen går raskere med lys
Mikrobiell nedbrytning av biomasse går raskere over bakken enn under. I artikkelen viser forskerne at lys stimulerer reaksjoner mellom oksygen og enkelte komponenter som finnes i innsektskall, og at dette fører til dannelse av hydrogenperoksid, som så brukes av enzymene som bryter ned dette skallet. Dermed går nedbryting raskere. Antageligvis gjelder noe lignende for plantemateriale.
Kan påvirke utslipp av klimagasser fra jorda
– Hva som skjer med biomasse i naturen har mye å si for landbrukets klimaavtrykk, blant annet fordi dette kan påvirke utslipp av klimagasser fra jorda, som metan, karbondioksid og lystgass, sier professor Vincent Eijsink, en av forfatterne av artikkelen.
– De nye funnene tyder på at ikke bare tilgang til oksygen, som er kjent fra før, men også tilgang til lys kan påvirke hva som skjer med biomassen på og i jorda. Dette kan i ytterste konsekvens påvirke vår innsikt i hvordan vi best bearbeider jorda, for eksempel med ploging, og hjelpe oss med å produsere mat med mer klimavennlige metoder.
– Funnene kan ha store implikasjoner for nedbrytning av biomasse og bør utløse mer forskning på feltet, sier han.
Fakta
Om artikkelen
- Natural photoredox catalysts promote light-driven lytic polysaccharide monooxygenase reactions and enzymatic turnover of biomass. Eirik G. Kommedal, Fredrikke Sæther, Thomas Hahn, and Vincent G. H. Eijsink
- Publisert i det prestisjefylte breddtidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
- Forskerne er tilknyttet forskningsgruppen The Protein Engineering and Proteomics Group (PEP) ved fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap (KBM).
- Lytiske polysakkarid monooksygenase (LPMO) enzymer ble oppdaget ved NMBU i 2010 og brukes og studeres verden over i dag.