Algatech představí na Expo řasy jako továrny na důležité látky



Špičkové technologie představí na světové výstavě Expo v Dubaji Centrum řasových biotechnologií Algatech. To je detašovaným pracovištěm Mikrobiologického ústavu (MBÚ) Akademie věd České republiky. Vzniklo v roce 1960 v Třeboni jako Laboratoř pro výzkum řas, u jeho zrodu tehdy stála skupina rostlinných fyziologů v čele s Ivanem Šetlíkem.

„Pracoviště se od počátku věnuje výzkumu mikroskopických řas a vývoji technologií pro jejich využití. Mikroskopické řasy byly v té době ideálním organismem pro výzkum základních dějů fotosyntézy, ale zároveň to bylo v době, kdy se o mikroskopických řasách začalo mluvit i jako o ‚rostlinách‘ budoucnosti.,“ vysvětluje vědec Richard Lhotský z Laboratoře řasových biotechnologií.

Češi v první pětce

V areálu třeboňské Laboratoře za několik let vzniklo první velkoobjemové zařízení pro pěstování mikroskopických řas, kterému se později začalo říkat „tenkovrstevná kaskáda“. Vedle USA, Izraele, Japonska a Německa se tak tehdejší Československo stalo další zemí, kde se začalo pracovat na možném využití mikrořas pro výživu lidí. „Práce se nezaměřovala pouze na pěstování ve velkém měřítku, hlavní činnost od počátku směřovala k základnímu a aplikovanému výzkumu, především v oblasti fyziologie a genetiky. Třeboňské pracoviště se v sedmdesátých letech podílelo na vývoji léčebných preparátů z mikrořas pro humánní i veterinární medicínu a bylo zapojené do programu Interkosmos,“ připomíná Richard Lhotský. 

A tak československý kosmonaut Vladimír Remek testoval růst třeboňské chlorelly ve vesmíru. „Uvažovalo se totiž, že mikroskopické řasy budou využívat vydechovaný oxid uhličitý a produkovat kyslík na vesmírných stanicích. Program Interkosmos je již dávno minulostí, ale myšlenka využití mikrořas jako ‚pionýrských organismů‘ ve vesmíru se dosud testuje,“ pokračuje Richard Lhotský.

V současnosti sestává třeboňské pracoviště MBÚ ze čtyř laboratoří:

• Laboratoř fotosyntézy se věnuje základnímu výzkumu fotosyntézy na molekulární a biochemické úrovni.
• Laboratoř buněčných cyklů se zabývá ovlivňováním dělení buněk a využití buněčného dělení k cílené produkci cenných látek.
• Laboratoř anoxygenních fototrofů se zabývá novou skupinou fototrofních bakterií a věnuje se základnímu výzkumu.
• Laboratoř řasové biotechnologie se věnuje kultivačním technologiím, izolaci cenných látek významných pro potravinářství a medicínu, aplikovaném výzkumu a konkrétním aplikacím.

Třetina vědců ze zahraničí

V Třeboni pracuje zhruba sto lidí, jednu třetinu tvoří výzkumníci ze zahraničí. „Centrum Algatech jako akademické pracoviště zabývající se excelentním výzkumem spolupracuje s výzkumnými a univerzitními pracovišti po celém světě. V aplikační sféře spolupracuje s firmami produkujícími řasovou biomasu nebo cenné látky z mikrořas, případně s technologickými společnostmi při vývoji nových zařízení,“ popisuje Richard Lhotský. 

I když se řasy zatím nestaly běžnou součástí našeho jídelníčku, jejich pěstování ve velkém je již realitou. Velkokapacitní produkce mikrořas funguje zhruba od 50. let 20. století, především v Japonsku, na Taiwanu, v Čině, Izraeli a v USA. „Stále jde především o ‚exkluzivní‘ zboží v sektoru zdravé výživy a dietetických doplňků. Přesto existují realizace, které naplnily původní myšlenku zajištění kvalitní potraviny například pro rozvojové země,“ konstatuje Richard Lhotský. 

Velmi jednoduchá zařízení ve venkovských komunitách podle něj umožňují produkci biomasy bohaté na bílkoviny, která se následně používá při výživě dětí. „Využívané řasy obsahují až 70 procent bílkovin, což je výrazně více, než ‚standardní‘ zástupce zemědělských bílkovin, sója. Ve výživě lidí i hospodářských zvířat se pak dále uplatňují i nenasycené mastné kyseliny DHA a EPA, nebo pigmenty, které patří mezi nejsilnější přírodní antioxidanty, tedy karoten, astaxantin a lutein,“ vyjmenovává Richard Lhotský.

Do Dubaje povezou fotobioreaktor

Na Expo v Dubaji představí centrum Algatech takzvaný fotobioreaktor. Tedy zařízení určené k produkci živých organismů, kde zdrojem energie k jejich životu je světlo, ať už sluneční nebo umělé. „Cílem expozice je ukázat návštěvníkům, že mikroskopické řasy jsou vlastně malou továrnou na cenné látky, která nepotřebuje kořeny, listy, květy jako vyšší rostliny. Každá jednotlivá buňka produkuje během několika dní požadované látky, pokud víme, jak to udělat,“ popisuje Richard Lhotský.

Pro laickou veřejnost je podle něj „nejuchopitelnějším“ projevem změna barvy. „Běžné, zelené řasy tak můžeme ‚přinutit‘ začít produkovat karotenoidy v obrovském množství a buňky během několika hodin zčervenají. Úkolem našeho aplikovaného výzkumu je zjistit, jak to dělat rychleji, účinněji, levněji,“ zmiňuje Richard Lhotský.

I když se mikroskopické řasy se ani v nejbližších letech nestanou masovou potravinou nahrazující obilniny, přesto mají podle vědců z Třeboně pro člověka velký potenciál. „V oblasti průmyslového využití řasové biomasy se nejčastěji mluví o palivech nebo bioplastech. Modelové projekty běží, podílejí se na nich i velké nadnárodní společnosti, ale většímu rozšíření zatím stále brání jednak poměrně vysoka cena potřebné technologie, ale i relativně nízké ceny fosilních surovin,“ porovnává Richard Lhotský.

Vystačí si bez pesticidů

Čas řas jako zdroje potravin může přijít s rostoucím počtem lidí na planetě nebo zhoršujícími se podmínkami pro tradiční zemědělství, například vlivem klimatických změn. „V porovnání se standardními zemědělskými plodinami mají mikroskopické řasy tu obrovskou výhodu, že nejsou závislé na orné půdě, a v tomto ohledu tedy nekonkurují potravinářským plodinám. Celá řada mikroskopických řas se dá navíc pěstovat v mořské vodě, případně se dají jako zdroje živin využít odpadní vody, čímž se sníží závislost na ‚čistých‘ hnojivech. Protože jde o průmyslovou produkci s možností uzavřených systémů s kontrolovanými podmínkami, není nutné používat pesticidy,“ vyzdvihuje Richard Lhotský. 

Silnou stránkou řas je také v možnosti využít odpadní zdroje, jako je dusík, fosfor nebo oxid uhličitý, pro produkci biologických cenných látek, ať již budou určené pro výživu lidí, zvířat, pro průmysl či medicínu. „Zlomovým okamžikem bude rozvoj genetických metod pro cílené úpravy genetické informace mikrořas, které budou pak produkovat látky podle našich konkrétních požadavků s vyšší účinností. Další slibnou oblastí je takzvaná bioprospekce, tedy hledání nových organismů schopných produkovat námi požadované cenné látky,“ upozorňuje Richard Lhotský. 

Podle něj zároveň obvykle platí, že řasy z extrémních podmínek, jako jsou sopky, polární oblasti, slaná jezera nebo horké prameny, produkují ojedinělé látky, které jim umožní přežít. „Otázkou pro vědu pak je, zda dokážeme tyto podmínky reprodukovat, případně najít způsob, jak nové látky získat,“ uzavírá Richard Lhotský.

Dalibor Dostál