W normalnych warunkach wirusy wyrządzają zwykle wiele szkód, ale mogą  jednocześnie stać się bardzo przydatnymi “małymi maszynami”.

Np. niektóre bakteriofagi zostały zaprojektowane tak, aby czyścić beznadziejnie wyglądające infekcje, które bez nich byłyby praktycznie nie do wyleczenia.

Podobnie, materiał genetyczny wirusów został wykorzystany w celu ułatwienia produkcji biopaliw. Zespół z MIT (Massachusetts Institute of Technology) wykorzystuje zmodyfikowany wirus do montażu biologicznych  “nano-rusztowań”, niezbędnych do podziału wody na jej dwie części składowe wodór i tlen, które jak powszechnie wiadomo, są doskonałym paliwem.

Oczywiście, inne sposoby podziału wody na wodór i tlen istnieją, ale żaden z nich nie był dotychczas tak wydajny i prosty, jak metoda stosowana przez rośliny do utleniania wody w procesie fotosyntezy, używając w tym celu energię z zewnątrz ( energię słoneczną).

Niestety starania, aby wyodrębnić fotosyntetyzujące składniki z roślin do wykorzystania w ogniwach słonecznych okazały się w dużej mierze nieskuteczne.

Zespół MIT-u zdecydował się więc zaprojektować wirusy tak, aby sztucznie naśladowały proces fotosyntezy występujący u roślin. Wykorzystali oni w tym celu pigment biologiczny – porfiryny cynku oraz jako katalizatora – tlenek irydu. Korzystając z tych dwóch składników, zespół był już w stanie naśladować naturę swoją własną fotosyntezą, która okazała się bardzo skuteczna w przemianie wody w paliwo – w porównaniu do metody wykorzystywanej przez rośliny . Ale żeby skutecznie przeprowadzić taką reakcję, wykorzystywane w niej katalizatory oraz pigmenty musiały być odpowiednio ze sobą zestawione.

W eksperymencie wykorzystali oni szczep wirusa M13, który łatwo ulega wszelkim modyfikacjom, dzięki nieskomplikowanej budowie. Jest to nieszkodliwe dla człowieka, ale bardzo pomocne przy badaniach naukowych  nano-rusztowanie biologiczne. Naukowcy rozmieścili na obu przeciwnych końcach wirusa tlenek irydu oraz porfiryny cynku. Pigment (porfiryny cynku) wychwytywał energię słoneczną oraz przekazywał ją w dół długości wirusa gdzie znajdował się katalizator (tlenek irydu). Energia ta reagowała na iryd, który w odpowiedzi wydzielał z wody tlen.

Jednak w tym całym procesie wciąż brakuje jednego istotnego etapu. Mimo tego, że tlen został wyodrębniony z wody, to niestety wodór wciąż pozostawał niewykorzystany w postaci wolnych protonów i elektronów.

Obecnie naukowcy pracują nad innym “bionaśladowczym” systemem, który pozwoli wyodrębnić wodór do postaci użytecznej i możliwej do przechwytywania. Ale od skutecznego procesu, który pozwolił by produkować czyste paliwo na skalę przemysłową, tak jak robią to rośliny dzielą nas niestety jeszcze lata.  Zespół MIT ma nadzieje stworzyć kompletne, samowystarczalne urządzenie, które będzie mogło wykonać kompleksowo proces podziału wody na wodór i tlen w warunkach laboratoryjnych, w ciągu dwóch lat.

źródło: www.popsci.com, tłumaczenie i opracowanie: mag.media.pl.