Ny forskning skal afsløre elektron-ædende mikroorganismers hemmeligheder

En lang række mikroorganismer har en iboende evne til at konvertere strøm og CO₂ til kemiske højværdi-produkter via elektrosyntese. Disse såkaldt elektro-trofiske mikroorganismer optager energi i form af elektroner, som de kan bruge til at omdanne CO₂ til eksempelvis biobrændstoffer.

Processen er helt naturlig, har været kendt i årevis og tilhører mikrober inden for en lang række mikrobielle grupper. Samme mikroorganismer har desuden evnen til at nedbryde metal via mikrobiel korrosion.

Men den præcise elektro-trofiske mekanisme er endnu ukendt – og ligeledes ukendt er årsagen til, hvorfor visse mikroorganismer er elektro-trofiske, og andre ikke er.

Adjunkt Jo Philips fra Aarhus Universitets Institut for Bio- og Kemiteknologi har modtaget en bevilling fra Villum Fondens Young Investigator-program til sit projekt, der går under navnet ’Some-like-it-low’, der netop går ud på at afdække disse forhold. For potentialet for både mikrobiologisk Power-to-X og nye værktøjer til at undgå mikrobiel korrosion kan være stort.

”Der er stort potentiale i at anvende mikroorganismernes elektro-trofiske egenskaber på en lang række områder, men det kræver, at vi har fuld forståelse for mekanismen bag. I dag er det uvist, hvad der bestemmer, om en mikrobe er elektro-trof eller ej, og denne manglende forståelse hindrer udviklingen af mikrobielle elektrokemiske teknologier,” siger Jo Philips.

Some-like-it-low-projektet vil fokusere på hypotesen om, at elektro-trofiske mikrober er i stand til at fortære molekylært hydrogen, H₂, på lave niveauer.

”Vores forskningsgruppe, Microbial Electrosynthesis, er i øjeblikket i færd med at bevise hypotesen om, at H₂ er et centralt mellemled i denne proces. Med Some-like-it-low kan vi udvide denne forskning til en meget bredere vifte af andre yderst relevante mikroorganismer og bruge nye teknikker til at undersøge den elektrotrofiske mekanisme," siger Jo Philips.

Hun fortsætter:

"Jeg har altid været fascineret af mikroorganismer, da de har så mange spændende egenskaber, som vi kunne drage nytte af til at løse nogle af vor tids store problemer. Jeg håber, at denne forskning vil bidrage til ny indsigt i nogle af disse bemærkelsesværdige mikroorganismer."

Jo Philips kommer oprindeligt fra Belgien og tog sin ph.d. i Bioscience Engineering ved KU Leuven, hvor hun arbejdede med biologisk oprensning af forurenet jord. Fra 2012 til 2014 var hun postdoc ved Institut for Mikrobiologi ved University of Massachusetts, før hun tog tilbage til Belgien som postdoc ved Ghent University. I 2018 fik hun en stilling som adjunkt ved Aarhus Universitet.

Some-like-it-low-projektet udføres af forskningsgruppen Microbial Electrosynthesis på Aarhus Universitet, som er ledet af Jo Philips. Villum Fonden har bevilget 6 mio. kr. til projektet, der skal starte i sommeren 2023.