O tom, že některé organismy v hlubinách oceánů umí produkovat své vlastní záření, a osvětlovat tak temné vody, vědí vědci desítky let. Ještě dříve si světélkujících vln všímali námořníci a třeba v polovině 19. století se o tomto jevu, který dnes vědci označují jako bioluminiscenci, zmiňoval i britský přírodovědec Charles Darwin.
Až nyní se však podařilo detailně popsat, jak světélkování přesně vzniká a jak by díky němu lidstvo mohlo nahradit žárovky.
Za objevem stojí dvojice brněnských vědců - Martin Marek a Martin Toul z Loschmidtových laboratoří spadajících pod Přírodovědeckou fakultu Masarykovy univerzity. Povedlo se jim to, o co se vědecké týmy ve světě snaží už čtyři desetiletí. Marek s Toulem totiž popsali proces svícení enzymy, takzvanými luciferázami, přímo na korálu Renilla reniformis, a to na úrovni molekul. Jejich práci, kterou označují za novodobou revoluci ve svícení, dnes zveřejnil odborný časopis Nature Catalysis.
Díky rozklíčování chemických postupů teď mohou vědci „ladit“ svítící enzym tak, aby generoval světlo požadované vlnové délky, tedy barvy, a s cílenou dobou svícení.
Efektivnější než žárovka
„Zdroje naší planety nejsou bezedné. Masivní používání fosilních paliv má negativní dopady nejen na globální ekosystém, ale i na lidské zdraví. Luminiscenční enzymy bychom mohli používat v každodenním životě, a nejen v laboratořích, kde se využívají běžně. Při svícení žárovkou se uvolňuje teplo, zatímco luciferázy teplo neuvolňují a dokážou energii velmi efektivně přeměnit na světlo,“ srovnává Marek.
Pomocí metody rentgenové krystalografie se vědcům z Brna podařilo svítící enzym zachytit přímo v akci. A metodami proteinového inženýrství přišli také na to, jak se svícení u látek vyvíjelo. Původně tuto schopnost totiž enzymy vůbec neměly. „Byla to hodinářská práce. Nyní nám to umožní posouvat nové luciferázy ještě dále a jejich svícení ještě více zefektivnit,“ podotýká Toul.
Aktuálně se Toul s Markem budou zabývat tím, jak dlouho dokáže enzym svítit bez přerušení. Doposud v laboratorních podmínkách luciferáza rozsvítila zkumavku na 48 hodin.
Zbývá vyřešit, jak luciferázám doplňovat „palivo“ potřebné ke svícení. Vědci zatím umí potřebnou látku dodávat uměle, což se ekonomicky nevyplácí. Pokud se jim však podaří rozklíčovat, jak se přirozeně tvoří a recykluje v buňkách, dostanou energeticky nezávislý zdroj světla.
