Gröna bakterier kan ge framtidens biobränsle

FORSKARPROFILEN

22 april 2021

Man som håller upp petriskål med gröna prickar

Genom att programmera om cyanobakteriers DNA har Peter Lindblads forskargrupp lyckats med att både öka produktionen av kemikalier som kan utnyttjas för bränslen samt få dem att bilda helt nya ämnen.

De akademiska uppdragen må avlösa varandra, men det är till forskningen Peter Lindblad ständigt återvänder. På Ångströmlaboratoriet tar hans forskargrupp fram bränslen som kan bidra till framtidens energilösningar. – Vill du få ut mycket biomassa så ska du använda en cyanobakterieodling, säger Peter Lindblad, professor i mikrobiell kemi.

I labbet på avdelningen för mikrobiell kemi står rader av behållare med blågröna cyanobakterier och gungar i takt. Tanken är att underredenas skakningar ska efterlikna vinden och vågorna i sjö och hav. Det är uppenbarligen ett vinnande koncept. Här har cyanobakterier odlats i femton år inom nära 200 projekt och med ett oräkneligt antal forskningsartiklar som resultat. Hemligheten ligger framförallt i steget innan flaskstadiet. Peter Lindblad håller upp en petriskål fylld med små prickar eller rättare sagt, genetiskt modifierade celler.

– Vi är väldigt bra på att designa och konstruera de här organismerna. Genom att kombinera avancerad genteknik och syntetisk biologi kan vi konstruera mikrobiella celler som kan utföra helt nya funktioner.

Till de revolutionerande funktionerna hör tillverkning av produkter som butanol och etanol. Varje liten cell är en egen liten mikroproducent, som också kan fås att växa snabbare. Det har sin grund i fotosyntesen och den kemiska reaktion där bakterier fångar in solens energi och luftens koldioxid. Med hjälp av genmodifiering kan organismernas produktion av kemikalier skalas upp för att bli till exempelvis bränsle, plast och gummi.

Att odla cyanobakterier för biomassa är mer effektivt än storskaliga trädplanteringar, menar Peter
Lindblad.
Foto: Mikael Wallerstedt

– Nu försöker vi forskare inom mikrobiell kemi, Pia Lindberg och Karin Stensjö, tillsammans med en organkemist, Henrik Ottosson, visa att man kan ta modifierade cyanobakterier som tillverkar den lilla gasmolekylen isopren och med solenergi och fotokemi direkt få flygbränsle! Då behöver vi inte odla växter eller ta ut bränsle från skogen.

Entusiasmen hos Peter Lindblad är påtaglig. Den hoppas han kunna sprida till ledande samhällsaktörer inom energiområdet. Omställningen till en hållbar tillverkning av alternativa transport- och industribränslen brådskar. Men hur snabbt kan produktionsnivåerna av exempelvis butanol skalas upp? Svaret är ett moment 22. Satsningarna som kan ge besked har hittills uteblivit i brist på garantier för avkastning. Men Peter Lindblad har ändå många lovande projekt på gång.

– Vi pratar bland annat med några intressenter om att anlägga cyanobakterieodlingar i dammar nära industrier med stora koldioxidutsläpp. Om vi tillför bakterierna en högre koncentration av koldioxid så snabbas tillverkningsprocessen upp. Samtidigt tar vi inte några jordbruksytor eller annan mark i anspråk. Att odla cyanobakterier är också mer effektivt än att plantera en massa träd och växter. Dels växer de snabbt, dels får du mycket mer biomassa för ytan.

Kottepalm från Peter Lindblads tid i
Australien.

I fönstret i Peter Lindblads arbetsrum står en kottepalm, ett passande inslag då rötterna inhyser cyanobakterier. Där förser de kottepalmen med kväve från luften i utbyte mot energi och livsmiljö. En äkta symbios som fascinerat honom ända sedan han var doktorand i Uppsala och sedan post-doc i Australien. Varje morgon plockade han kottepalmer utanför labbet vid University of Western Australia utanför Perth. Proverna analyserades med avancerad biokemi och fysiologi. Efter ett och ett halvt år åkte han till en molekylärbiolog i Troy, USA, för att fortsätta studierna av cyanobakterierna i kottepalmernas rötter med den senaste DNA-tekniken.

Tillbaka i Uppsala, där han disputerat i fysiologisk botanik, fick han 1990 en forskartjänst vid institutionen för fysiologisk botanik. Samtidigt använde han en finansiering från Vetenskapsrådet för att bygga upp ett eget labb. Under de följande åren var han anställd som lektor, vilket han varvade med internationell forskningssamordning på IEA, ett OECD-organ i Paris, och jobb på Energimyndigheten. När Centrum för artificiell fotosyntes bildades vid Uppsala universitet 2006 var Peter Lindblad en av de drivande bakom satsningen. Ett tiotal år senare blev han samverkansdekan vid teknisk-naturvetenskapliga fakulteten. På meritlistan står också Uppsala universitets akademiska koordinator för det svensk-japanska forskningssamarbetet Mirai, samt projektledare för Testa Center, en testbädd för modern bioprocessteknologi i Uppsala.

– Det här med att ha uppdrag vid sidan av forskningen är något jag haft väldigt länge. Jag gillar att jobba tvärvetenskapligt, och jag har fått höra att jag är bra på att sätta igång saker och entusiasmera andra. Forskningsmässigt har jag också alltid deltagit i större projekt, många på EU-nivå. Men det ska vara något unikt vi i Uppsala kan bidra med, då funkar det.

Klivet från biologi till kemisidan tog Peter Lindblad 2008 då han deltog i etableringen av den nya institutionen för fotokemi och molekylärvetenskap på Ångströmlaboratoriet. Vid avdelningen för mikrobiell kemi bildade han en ny forskargrupp som idag har ett femtontal medarbetare. Den största inspirationen får han från att jobba med unga, kreativa människor med driv.

– I mitt senaste projekt har jag en jätteintresserad student som föreslagit att vi ska utgå från enzymer som kan bryta ner PET-plasten som flyter omkring i haven. Det var några japanska forskare som 2016 upptäckte en bakterie som kan bryta ner och leva på plasten. Men ingen har kommit på att stoppa in den förmågan i en cyanobakterie, säger Peter Lindblad.

De plastätande enzymerna utvecklas just nu i Uppsala och ska sedan flyttas över till forskningsstationen Ar på Gotland. Där ska de odlas i slutna cyanobakteriesystem i Östersjöns vatten för att visa att metoden fungerar. Nästa steg är att genmodifiera organismer från Östersjön.

– Den genetiska förmågan kan då flyttas över till lokala cyanobakterier i havet. De skulle kunna växa på plasten och vara modifierade till att producera någon av de produkter vi behöver. Visserligen är vi på grundforskningsstadiet, men systemet har helt klart långsiktig potential. 

FAKTA PETER LINDBLAD

Ålder: 63.

Utbildning: Ämneslärarutbildning inom biologi, kemi och geovetenskap vid Linköpings universitet samt Lärarhögskolan i Linköping (+ extra studier i botanik i Uppsala) 1978-83. Doktorand i fysiologisk botanik Uppsala 1983-87, disputerade 1987. Postdoc Australien, University of Western Australia (UWA), Perth 1987-88, och Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Troy, New York, USA 1988-89.

Bor: Stort och charmigt 30-talshus i Fålhagen, Uppsala.

Familj: Två barn, tre bonusbarn och sambo.

Gör på fritiden: Gillar att simma och vara ute på sjön, plocka svamp, åka långfärdsskidor.

Läser: Gärna kriminallitteratur, särskilt spionromaner av Tom Clancy.

Lyssnar på: När jag var yngre hade jag en stark dragning till svensk protestmusik, typ Hoola Bandoola Band. Ett annat band, Risken Finns, kunde man inte spela i radio för texterna var inte riktigt rumsrena. Jag lyssnar fortfarande på dem ibland, det kanske håller mig lite ung tänker jag, haha.

Kuriosa: Peter Lindblad är riddare av Falkorden på Island: ”Jag fick utmärkelsen av den isländska presidenten när han var i Uppsala för några år sen. Jag fick ingen motivering men misstänker att det var en kombination av att jag har jobbat på universitetet i Akureyri och att jag var ansvarig för besöket på Ångströmlaboratoriet.”

Om jag fick resa: Skulle jag gärna besöka Karibien. Där skulle jag kryssa med katamaran och dyka. En annan dröm är att åka till Påskön. Annars åker jag gärna till Balatonsjön i Ungern där jag har en sommarstuga.

Prenumerera på Uppsala universitets nyhetsbrev

Namn
E-postadress
Senast uppdaterad: 2021-05-31