Přízračně krásná světélkující medúza Aequorea victoria z linie polypovců (Hydrozoa) má už teď na svém kontě Nobelovu cenu za chemii z roku 2008. Tehdy ji dostali Osamu Shimomura, Martin Chalfie a Roger Y. Tsien za objev zeleného fluorescenčního proteinu (GFP, anglicky Green fluorescent protein) a jeho uplatnění v roli unikátního barviva živých buněk a organismů v molekulárních laboratořích.
Celý vtip je v tom, že protein GFP po osvícení modrým světlem zeleně fluoreskuje. Této schopnosti využívající dokonce i transgenní umělci, jako například Eduardo Kac, jehož nejznámějším dílem je zeleně světélkující králík Alba s vloženým genem pro GFP.
Ani Nobelova cena ovšem nezabránila dalšímu výzkumu zeleného fluorescenčního proteinu, který se může ubírat i poměrně nečekanými cestičkami. Zackary Chiragwandi z Chalmers University of Technology ve švédském Gothenburgu se teď spolu s týmem kolegů rozhodl vytvořit fotovoltaické články nové generace, jejichž klíčovým prvkem by měl být právě protein GFP z medúzy Aequorea victoria. Badatelé nejprve na substrát z oxidu křemičitého umístili dvě hliníkové elektrody a jejich konce poté zakápli zeleným fluorescenčním proteinem. Ten získali poněkud drastickou cestou - zkapalněním tisíců nalovených medúz.
Pokud na takové zařízení zasvítí ultrafialové světlo, pak molekuly proteinu GFP absorbují fotony a vyzařují elektrony, které následně putují v Chiragwandiho elektrickém obvodu a poskytují skromné množství elektřiny. Vědci navíc sestavili i medúzové biočlánky nezávislé na vnějším zdroji světla. V nich použili svítící směs proteinů ze světlušek a svítících korálnatců renil fialových (Renilla reniformis, sea pansy), která funguje jako autonomní zdroj světla.
Objevil se tak vlastně elegantní nanočlánek, který by mohl pohánět různé nanostroje. Je to skvělá zpráva třeba pro vývojáře medicínských nanozařízení, kteří již dlouho hledají řešení pro spolehlivý pohon svých vynálezů.
Fotovoltaické články se zeleným fluorescenčním proteinem jsou podle všeho lacinější a vůbec šetrnější, než klasické převodníky sluneční energie na elektřinu z drahých materiálů, jako například oxidu titaničitého. Podle Chiragwandiho by se mohly velmi brzy uplatnit například v diagnostických nanostrojích, které by pracovaly v tělech pacientů. Podobné nanotechnologie by se mohly dramaticky prosadit i v léčbě rakoviny, odstraňování slepoty nebo i ve vylepšování komunikačních technologií.
Zkapalňování medúz je asi poněkud drastické a nepochybně i nepříliš ekonomicky efektivní. Proto se badatelé snaží vypěstovat umělý zelený fluorescenční protein v bakteriálních kulturách, což by mnohé vyřešilo. Světélkující koktejl z medúz je ale už teď jako nanopalivo vtipný a překvapivě inspirující. Po nedávné studii technologie těžby elektřiny ze živých buněk zelených řas Chlamydomonas reinhardtii napíchnutých nanoelektrodami, kterou s týmem kolegů v časopise Nano Letters popsal WonHyoung Ryu z korejské Yonsei University, není úplně vyloučeno, že vstupujeme do éry bioelektráren, plné geneticky vylepšených rostlin a lstivých nanotechnologií.
Pramen:
NewScientist 7.10. 2010, Energy & Environmental Science (in press), Nano Letters 10: 1137–1143, Wikipedia (Aequorea victoria, Green fluorescent protein).