Panda-pølser, myrer og dræbersnegle kan være nøglen til fremtidens grønne brændstof

Ved at efterligne helt naturlige biologiske nedbrydningsprocesser vil et team af forskere fra Institut for Ingeniørvidenskab og Institut for Bioscience, Aarhus Universitet, omdanne såkaldt lignocellulose – alt lige fra træ, restafgrøder, affald og græs – til bæredygtigt bioethanol.

Potentialet for en omfattende bæredygtig produktion af biobrændstof er enormt, fordi lignocellulose i dag er en kæmpestor uudnyttet kulstofkilde. Uudnyttet, fordi vi endnu ikke har opfundet teknologi, der kan omdanne energien bundet i stoffet.

Men nu har forskere måske fundet løsningen i panda- og dræbersnegle-tarme og i myrers ’svampe-køkkenhaver’. Her leder forskerne nemlig efter særlige enzymer og mikroorganismer, som gennem millioner af år har specialiseret sig i nedbrydning af netop dette materiale.

”Vi har bl.a. samlet en masse panda-afføring og har inkuberet de bakterier, vi har fundet, i laboratoriet. Her har vi givet dem bambus og fundet ud af, at bakteriekolonierne meget hurtigt er i stand til at nedbryde lignocellulosisk biomasse til ethanol, laktat og hydrogen. Det er tilsyneladende en helt unik mikrobiel kultur, som har udviklet sig i fordøjelsessystemet på pandaerne,” siger lektor Alberto Scoma, Institut for Ingeniørvidenskab, som leder forskningsgruppen Engineered Microbial Systems på Aarhus Universitet.

Det var Alberto Scoma selv, der kom på idéen til projektet under et besøg i en zoologisk have i Belgien. Mens han betragtede to nyankomne pandaer, kom han til at tænke på det besynderlige i, at en bjørn kan leve næsten udelukkende af bambus.

Pandaer er bjørne, fysiologisk set kødædere, men op mod 99 pct. af deres kostindtag er bambus. Alligevel tager det blot 5-12 timer for bjørnen at fordøje og udskille den hårde lignocellulosiske biomasse, som bambus består af.

”Hvis man kan brødføde en tung Panda med lignocellulosiske biomasse med en fordøjelsestid på kun op til 12 timer, så må man godt nok være god til at nedbryde materialet. Pandaer spiser meget bambus, ca. til 10 kg om dagen. Så mikroberne i pandaens tarme er vant til at modtage store mængder lignocellulose og bearbejde det meget hurtigt. Sådanne mikrober kan vi godt bruge til noget nyttigt. Derfor forsøger vi nu at forstå processen i deltaljer, så vi kan gentage den i laboratoriet og forhåbentlig i fremtiden bruge den i industrien,” siger Alberto Scoma.

I samarbejde med specialkonsulent Stine Slotsbo, seniorforsker Hans Joachim Offenberg og postdoc Jesper Smærup Bechsgaard fra Institut for Bioscience samt lektor Thomas Boesen fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik har lektor Alberto Scoma inkluderet flere dyr i projektet. Dyr, der ligesom pandaen, også fortærer lignocellulosisk biomasse.

”Dræbersnegle og bladskærermyrer var oplagte bud at undersøge i projektet, da begge arter lever af biomassen. Snegle som pandaer ved at æde det direkte, og myrer i samarbejde med svampe, som nedbryder biomassen for dem,” siger Hans Joachim Offenberg og fortsætter:

”Evolutionen finder altid en løsning, når bare den har tid nok. Nu er det bare op til os at forstå den komplekse mikrobielle nedbrydning, så vi kan tage de interessante enzymer ud af ligningen og teste dem in vitro og forhåbentlig fuldstændig kortlægge, hvad enzymerne er i stand til. På den måde bruger vi millioner af års evolution til at løse et nutidsproblem.”

Projektet starter officielt den 1. april 2020 og er støttet af Aarhus Universitets Forskningsfond. Formålet er at udvikle bioethanol via 100 pct. naturlige processer.