Kisel och kol ät två av det vanligast förekommande grundämnena på jorden. Men trots att kisel har många egenskaper som liknar kolets, förekommer inga naturliga molekyler där båda dessa ämnen finns med.

Kisel finns som en byggsten i naturen, men då är det bundet i olika syreföreningar. Men i den vetenskapliga tidskriften Science presenterar nu forskare från California institute of Technology de första naturligt byggda molekyler för en kol-kiselbindning.

– Man visar med sitt arbete att det inte finns någon ”spärr” för naturligt förekommande biologiska proteiner att framkalla bildandet av kol-kiselbindningar. Ur ett rent biologiskt perspektiv är det här en viktig upptäckt. Det är inte överraskande, men likväl ett bevis, säger Mikael Widersten, professor i biokemi vid Uppsala universitet.

Isländsk bakterie

Forskarna använde ett slags enzym, en typ av protein, från en bakterie som är vanligt förekommande i gejsrarna på Island. Man använde en metod som kallas för styrd evolution, vilket innebär att vi människor agerar som naturen, och väljer i vilken riktning som enzymerna ska utvecklas. Ungefär som vi har gjort i tusentals år med våra husdjur.

Efter att ha bytt ut några av byggstenarna i enzymet lyckades man få det att starta en reaktion som band kisel till kol.

– För första gången kan vi fråga oss vad som skulle hända om vi stoppar in kisel istället för kol i ett levande system, säger Frances Arnold, professor i kemiteknik, i ett pressmeddelande.

Kan ersätta kemifabrikerna

Enzymet som forskarna lyckades få att tillverka molekylerna med kol-kiselbindningar gjorde detta 15 gånger så effektivt som man har lyckats med på konstgjord väg.

Att man med hjälp av proteiner från bakterier kan få fram ämnen som är viktiga i alltifrån läkemedel till tv-skärmar, kan innebära stora ekonomiska vinster. Men det är även betydligt bättre för miljön, menar Mikael Widersten.

– Nuvarande metoder är beroende av sällsynta och ändliga metaller för motsvarande katalys och skapar farligt avfall. En övergång till biokatalys skulle därmed innebära stora miljö- och energivinster, säger han.

Referens: S. B. Jennifer Kan et al. Directed evolution of cytochrome c for carbon-silicon bond formation: Bringing silicon to life. Science, 2016. DOI: 10.1126/science.aah6219