Bilbränsle av bakterier på SciLifeLab

Vi besöker SciLifeLab i Solna för att lära oss om framtidens bilbränsle. I handen håller Paul Hudson en liten glasflaska med grönt vatten.

– Det här är fina grejer. Ser du hur grönt och tjockt det är?

Glasflaskan innehåller genmodifierade blågröna alger, eller cyanobakterier. Tanken är att vi ska köra bil på dessa bakterier, eller snarare på den butanol som de svettas ut genom cellmembranet under fotosyntesen.

Butanol är ett mer potent biobränsle än etanol eftersom molekylen innehåller fyra kolatomer istället för två. Bilmotorerna behöver heller inte byggas om som vid etanoldrift. I USA tillverkas butanol i större skala men då från jäst och med socker som växtnäring. Där rullar bilar med butanol i tanken. Cyanobakterierna har fördelen att de lever av solljus och koldioxid, inget socker behövs. Dessutom finns de nästan överallt på jorden, inte minst i Östersjön som de delvis förvandlar till grön soppa varje sommar.

Han är kemiingenjör, uppvuxen och utbildad i North Carolina, disputerad vid Berkeley i Kalifornien. Sedan fem år bor han i Stockholm, närmare bestämt i Gubbängen,”Gubbis” som han säger. Han trivs i ”Gubbis”. Och på KTH.

I Berkeley sökte Paul post-doktjänst och hade hört talas om professor Mattias Uhléns arbete. Ett mejl, ett 20 minuters samtal över Skype, sedan var det klart. Han landade här en snöig marsdag 2010. Nu är han SciLife-fellow och forskningsledare.

– Sverige är ett jättebra land för forskare. Särskilt här på SciLifeLab med alla faciliteter och världsledande forskare. Det finns större grupper som sysslar med likande forskning, men vi är unika på flera sätt.

Pauls grupp bor granne med en handfull bioinformatiker som de samarbetar med. Doktoranderna sitter vid dragskåp och försöker få cyanobakterierna att läsa in ny DNA. Det är i designen och genmodifieringen som Pauls Hudsons skicklighet som ingenjör bäst kommer till sin rätt.

– Vi sysslar med genetic engineering och förändrar generna inne i cellen. Den tekniska delen har vi löst. I dag går det att göra helt nya gener som aldrig tidigare funnits. Det svåra är att veta vilka gener man vill ha, säger Paul Hudson.

Själva genproduktionen görs industrimässigt av ett företag i Tyskland. Generna beställer Paul över nätet och får dem i pulverform per post. Målet är att få bakterierna att utsöndra maximalt med butanol. Ett sätt är att bomba alla bakterier med uv-ljus så att de, så att säga, får cancer. Då uppstår mutationer. Det är en teknik som andra grupper på KTH utvecklat.

Flertalet mutationer leder inte till någonting. Men kanske en bakterie på miljonen börjar göra mer butanol. Den isolerar man. Ett annat sätt är att sekvensera generna och avlägsna dem som man tror stör produktionen av butanol.

– Det kräver detaljerad kunskap om bakteriernas metabolism och vi lär oss hela tiden, säger Paul.

Det finns fler utmaningar. Hur ska solljuset tränga in så att alla bakterier växer lika mycket? Det löser man med platta och tunna glaspaneler, stora gröna fönster där bakteriesoppan får ligga. Det är troligt att storskalig produktion kommer att äga rum i varmare länder med fler soltimmar än i Sverige.

Nu vill Paul visa oss labbets skönhet. Vi går fram till något som påminner om en kärnreaktor i miniatyr. Den kallas bioreaktor; en turbin fylld med grönt bakterievatten, innesluten mellan två manschetter. De strålar lila ljus. Bioreaktorn är svenskbyggd direkt efter forskarnas beställning. Paul klappar med handen på den.

– Det här är min favorit och kanske det dyraste vi har. Vi använder den för att odla bakterier i. Den mäter antalet celler, mängden koldioxid, och hur snabbt cellerna tar upp den. Den är verkligen användbar.

Idag producerar gruppens cyanobakterier 30 gånger mer butanol än för tre år sedan. Det räcker inte. Paul Hudson bedömer att produktionen behöver öka ytterligare 30 gånger för att kunna konkurrera med bensin. Han är medveten om marknadens villkor.

– Jag följer marknaden. Men där är så tvära kast. Plötsligt är något hett och inne och nästa år är det stendött. Vi har längre perspektiv än så. Vi försöker ta till oss det goda från näringslivet men hålla oss borta från girigheten, säger Paul Hudson.

Är det ett misslyckande om forskningen inte skulle leda till en kommersiellt gångbar produkt? Det tycker inte Paul

– Det här är viktig forskning på jättemånga andra sätt. Vi lär oss viktiga saker om cyanobakterier som är en grundläggande livsform och grunden för många läkemedel.

FAKTA

Science for Life Laboratory, SciLifeLab är ett nationellt centrum för molekylär bioteknik och ett samarbete mellan fyra universitet; KTH, Uppsala, Stockholm och Karolinska Institutet. Det startade 2010 i nya lokaler på Tomtebodavägen i Solna. Projektet Paul Hudson leder heter Formas Centre för Metabolic Engineering.

Text: Thomas Heldmark

Foto: Håkan Lindgren

KTH Magazine 01 JANUARI, 2015