ஃபார்மேட், கார்பன்-நடுநிலை உயிரிப் பொருளாதாரத்தின் முதுகெலும்பாகக் கருதப்படுகிறது. இது CO2-விலிருந்து (மின்)வேதியியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்பட்டு, நொதியத் தொடர்வினைகள் அல்லது பொறியியல் நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தி மதிப்புக் கூட்டப்பட்ட பொருட்களாக மாற்றப்படுகிறது. செயற்கை ஃபார்மேட்டின் உள்ளீர்ப்பை விரிவுபடுத்துவதில் ஒரு முக்கியப் படி, ஃபார்மால்டிஹைடை வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாகச் சிக்கலான முறையில் ஒடுக்குவதாகும்; இது இங்கே மஞ்சள் நிற மாற்றமாகத் தோன்றுகிறது. நன்றி: தரைவாழ் நுண்ணுயிரியல் நிறுவனம், மேக்ஸ் பிளாங்க்/கீசெல்.
மாக்ஸ் பிளாங்க் நிறுவனத்தின் விஞ்ஞானிகள், ஃபார்மிக் அமிலத்தின் உதவியுடன் கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மால்டிஹைடாக மாற்றும் ஒரு செயற்கை வளர்சிதை மாற்றப் பாதையை உருவாக்கியுள்ளனர். இது மதிப்புமிக்க பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு கார்பன் சமநிலை கொண்ட ஒரு வழியை வழங்குகிறது.
கார்பன் டை ஆக்சைடு நிலைநிறுத்தத்திற்கான புதிய வளர்சிதை மாற்ற வழிமுறைகள், வளிமண்டலத்தில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவைக் குறைக்க உதவுவது மட்டுமல்லாமல், மருந்துகள் மற்றும் செயல் மூலப்பொருட்களின் பாரம்பரிய இரசாயன உற்பத்திக்கு மாற்றாக, கார்பன்-நடுநிலை உயிரியல் செயல்முறைகளையும் பயன்படுத்த முடியும். ஃபார்மிக் அமிலத்தைப் பயன்படுத்தி, கார்பன் டை ஆக்சைடை உயிர்வேதியியல் துறைக்கு மதிப்புமிக்க ஒரு பொருளாக மாற்றும் செயல்முறையை புதிய ஆராய்ச்சி ஒன்று நிரூபிக்கிறது.
பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றம் அதிகரித்து வருவதால், பெரிய அளவிலான வெளியேற்ற மூலங்களிலிருந்து கார்பனை அல்லது கார்பன் டை ஆக்சைடை மண்ணில் புதைத்து வைப்பது ஒரு அவசரத் தேவையாக உள்ளது. இயற்கையில், கார்பன் டை ஆக்சைடை உள்வாங்கும் செயல்பாடு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாக நடைபெற்று வருகிறது, ஆனால் மனிதனால் ஏற்படும் வெளியேற்றங்களை ஈடுசெய்வதற்கு அதன் ஆற்றல் போதுமானதாக இல்லை.
மேக்ஸ் பிளாங்க் நிலப்பரப்பு நுண்ணுயிரியல் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த டோபியாஸ் எர்ப் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள், கார்பன் டை ஆக்சைடை நிலைநிறுத்துவதற்கான புதிய முறைகளை உருவாக்க இயற்கை கருவிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையில் ஒரு சாத்தியமான இடைநிலைப் பொருளாக இருக்கும் ஃபார்மிக் அமிலத்திலிருந்து, அதிக வினைத்திறன் கொண்ட ஃபார்மால்டிஹைடை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு செயற்கை வளர்சிதை மாற்றப் பாதையை உருவாக்குவதில் அவர்கள் இப்போது வெற்றி பெற்றுள்ளனர். ஃபார்மால்டிஹைடு, எந்தவித நச்சு விளைவுகளும் இன்றி, மற்ற மதிப்புமிக்க பொருட்களை உருவாக்க பல வளர்சிதை மாற்றப் பாதைகளில் நேரடியாக நுழைய முடியும். ஒரு இயற்கை செயல்முறையைப் போலவே, இதற்கும் இரண்டு முக்கிய மூலப்பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன: ஆற்றல் மற்றும் கார்பன். முதல் மூலப்பொருளை நேரடி சூரிய ஒளியிலிருந்து மட்டுமல்லாமல், மின்சாரத்திலிருந்தும் – உதாரணமாக, சூரிய மின்தகடுகள் மூலமாகவும் – பெற முடியும்.
மதிப்புச் சங்கிலியில், கார்பன் மூலங்கள் மாறுபடும் தன்மை கொண்டவை. இங்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டுமே ஒரே தேர்வு அல்ல; கார்பன் மோனாக்சைடு, ஃபார்மிக் அமிலம், ஃபார்மால்டிஹைட், மெத்தனால் மற்றும் மீத்தேன் போன்ற அனைத்து தனிப்பட்ட கார்பன் சேர்மங்களையும் (C1 கட்டுமானத் தொகுதிகள்) பற்றி நாம் பேசுகிறோம். இருப்பினும், இந்தப் பொருட்களில் ஏறக்குறைய அனைத்தும், உயிரினங்களுக்கும் (கார்பன் மோனாக்சைடு, ஃபார்மால்டிஹைட், மெத்தனால்) மற்றும் புவிக்கும் (பசுமை இல்ல வாயுவாக மீத்தேன்) அதிக நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை. ஃபார்மிக் அமிலம் அதன் அடிப்படை ஃபார்மேட்டாக நடுநிலையாக்கப்பட்ட பின்னரே, பல நுண்ணுயிரிகள் அதன் அதிக செறிவுகளைத் தாங்கிக்கொள்கின்றன.
"ஃபார்மிக் அமிலம் கார்பனின் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய ஒரு மூலமாகும்," என்று இந்த ஆய்வின் முதல் ஆசிரியரான மாரன் நாட்டெர்மேன் வலியுறுத்துகிறார். "ஆனால், அதை ஆய்வகத்தில் ஃபார்மால்டிஹைடாக மாற்றுவதற்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது." இதற்குக் காரணம், ஃபார்மேட்டின் உப்பான ஃபார்மேட், ஃபார்மால்டிஹைடாக எளிதில் மாற்றப்படுவதில்லை. "இந்த இரண்டு மூலக்கூறுகளுக்கும் இடையில் ஒரு கடுமையான வேதியியல் தடை உள்ளது, மேலும் ஒரு உண்மையான வினையை நாம் நிகழ்த்துவதற்கு முன்பு, உயிர்வேதியியல் ஆற்றலான ATP-யின் உதவியுடன் அந்தத் தடையை நாம் கடக்க வேண்டும்."
ஆராய்ச்சியாளர்களின் நோக்கம், மிகவும் சிக்கனமான ஒரு வழியைக் கண்டுபிடிப்பதே ஆகும். ஏனெனில், வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு கார்பனை அளிக்கத் தேவைப்படும் ஆற்றல் குறைவாக இருந்தால், வளர்ச்சி அல்லது உற்பத்தியைத் தூண்டுவதற்கு அதிக ஆற்றலைப் பயன்படுத்த முடியும். ஆனால் இயற்கையில் அப்படி ஒரு வழி இல்லை. "பல செயல்பாடுகளைக் கொண்ட கலப்பின நொதிகள் எனப்படும் நொதிகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்குச் சில படைப்பாற்றல் தேவைப்பட்டது," என்கிறார் டோபியாஸ் எர்ப். "இருப்பினும், சாத்தியமான நொதிகளைக் கண்டுபிடிப்பது ஒரு ஆரம்பம் மட்டுமே. நாம் பேசிக்கொண்டிருப்பது, மிகவும் மெதுவாக நடப்பதால் ஒன்றாக எண்ணக்கூடிய வினைகளைப் பற்றித்தான்—சில சமயங்களில், ஒரு நொதிக்கு ஒரு வினாடிக்கு ஒரு வினைக்கும் குறைவாகவே நிகழ்கிறது. இயற்கையான வினைகள் ஆயிரம் மடங்கு வேகத்தில் நடைபெறக்கூடும்." இங்குதான் செயற்கை உயிர்வேதியியல் வருகிறது என்கிறார் மாரன் நாட்டெர்மேன்: "ஒரு நொதியின் அமைப்பையும் அதன் செயல்முறையையும் நீங்கள் அறிந்திருந்தால், எங்கு தலையிட வேண்டும் என்பதும் உங்களுக்குத் தெரியும். இது பெரும் பயனைத் தந்துள்ளது."
நொதி உகப்பாக்கத்தில் சிறப்பு வாய்ந்த கட்டுமானக் கூறு பரிமாற்றம், சீரற்ற சடுதிமாற்ற உருவாக்கம் மற்றும் திறன் தேர்வு போன்ற பல அணுகுமுறைகள் அடங்கியுள்ளன. "ஃபார்மேட் மற்றும் ஃபார்மால்டிஹைட் ஆகிய இரண்டுமே மிகவும் பொருத்தமானவை, ஏனெனில் அவை செல் சுவர்களை ஊடுருவக்கூடியவை. நாம் செல் வளர்ப்பு ஊடகத்தில் ஃபார்மேட்டைச் சேர்க்கலாம், அது ஒரு நொதியை உருவாக்குகிறது. அந்த நொதி, சில மணிநேரங்களுக்குப் பிறகு, அதன் விளைவாக உருவாகும் ஃபார்மால்டிஹைடை நச்சுத்தன்மையற்ற மஞ்சள் சாயமாக மாற்றுகிறது," என்று மாரன் கூறினார். நாட்டெர்மேன் விளக்கினார்.
அதிக செயல்திறன் கொண்ட முறைகளைப் பயன்படுத்தாமல், இவ்வளவு குறுகிய காலத்தில் முடிவுகளைப் பெற்றிருக்க முடியாது. இதைச் செய்வதற்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஜெர்மனியின் எஸ்லிங்கனில் உள்ள ஃபெஸ்டோ என்ற தொழில் கூட்டாளருடன் இணைந்து பணியாற்றினர். "சுமார் 4,000 மாறுபாடுகளுக்குப் பிறகு, எங்கள் விளைச்சலை நான்கு மடங்காக அதிகரித்தோம்," என்கிறார் மாரன் நட்டர்மேன். "இவ்வாறு, உயிரித்தொழில்நுட்பத்தின் நுண்ணுயிரிப் பணிக்குதிரையான ஈ. கோலை என்ற மாதிரி நுண்ணுயிரியை ஃபார்மிக் அமிலத்தில் வளர்ப்பதற்கான அடிப்படையை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம். இருப்பினும், தற்போதைக்கு, எங்கள் செல்களால் ஃபார்மால்டிஹைடை மட்டுமே உற்பத்தி செய்ய முடியும், மேலும் அவற்றால் உருமாற்றம் அடைய முடியாது."
தாவர மூலக்கூறு உடலியல் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த தனது கூட்டாளியான செபாஸ்டியன் விங்குடன் இணைந்து, மேக்ஸ் பிளாங்க் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது இடைநிலைப் பொருட்களை எடுத்துக்கொண்டு அவற்றை மைய வளர்சிதை மாற்றத்தில் அறிமுகப்படுத்தக்கூடிய ஒரு திரிபை உருவாக்கி வருகின்றனர். அதே நேரத்தில், வால்டர் லீட்னரின் வழிகாட்டுதலின் கீழ், மேக்ஸ் பிளாங்க் இரசாயன ஆற்றல் மாற்ற நிறுவனத்தில் உள்ள ஒரு பணிக்குழுவுடன் இணைந்து, கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மிக் அமிலமாக மின்வேதியியல் முறையில் மாற்றுவது குறித்த ஆராய்ச்சியை இந்த குழு மேற்கொண்டு வருகிறது. மின்-உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடிலிருந்து இன்சுலின் அல்லது பயோடீசல் போன்ற தயாரிப்புகளுக்கு "அனைவருக்கும் பொருந்தக்கூடிய ஒரு தளத்தை" உருவாக்குவதே இதன் நீண்டகால இலக்காகும்.
ஆதாரம்: மாரன் நேட்டர்மேன், செபாஸ்டியன் வெங்க், பாஸ்கல் பிஃபிஸ்டர், ஹாய் ஹே, சியுங் ஹ்வாங் லீ, விடோல்ட் சிமான்ஸ்கி, நில்ஸ் குன்டர்மேன், ஃபாயிங் ஜூ “பாஸ்பேட்டைச் சார்ந்த ஃபார்மேட்டை ஃபார்மால்டிஹைடாக இன் விட்ரோ மற்றும் இன் விவோவில் மாற்றுவதற்கான ஒரு புதிய தொடர் வினையின் உருவாக்கம்”, லெனார்ட் நிக்கல். , சார்லோட் வால்னர், ஜான் ஜார்சிக்கி, நிக்கோல் பாச்சியா, நினா கைசெர்ட், ஜியான்கார்லோ ஃபிரான்சியோ, வால்டர் லீட்னர், ராமோன் கோன்சலஸ், மற்றும் டோபியாஸ் ஜே. எர்ப், மே 9, 2023, நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ். DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: 1998 முதல் சிறந்த தொழில்நுட்பச் செய்திகளின் இருப்பிடம். மின்னஞ்சல் அல்லது சமூக ஊடகங்கள் வழியாக சமீபத்திய தொழில்நுட்பச் செய்திகளை உடனுக்குடன் தெரிந்துகொள்ளுங்கள். > இலவச சந்தாவுடன் மின்னஞ்சல் தொகுப்பு
ஆர்.என்.ஏ பிணைப்பை ஒழுங்குபடுத்தும் புரதமான எஸ்.ஆர்.எஸ்.எஃப்1, கணையத்தில் அதிக அளவில் காணப்படுவதை கோல்ட் ஸ்பிரிங் ஹார்பர் ஆய்வகங்களின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.