Is féidir breathnú ar fhormáid mar chnámh droma bithgheilleagair neodrach ó thaobh carbóin de, a tháirgtear ó CO2 ag baint úsáide as modhanna (leictrea)cheimiceacha agus a thiontaítear ina tháirgí breisluacha ag baint úsáide as easghluaiseachtaí einsímeacha nó miocrorgánaigh innealtóireachta. Céim thábhachtach i leathnú chomhshamhlaithe fhormáid shintéiseach is ea a laghdú teirmidinimiciúil casta ar formaildéad, a fheictear anseo mar athrú datha buí. Creidmheas: Institiúid na Micribhitheolaíochta Talún Max Planck/Geisel.
Tá conair meitibileach sintéiseach cruthaithe ag eolaithe in Institiúid Max Planck a thiontaíonn dé-ocsaíd charbóin ina formaildéad le cabhair ó aigéad formach, rud a chuireann bealach neodrach ó thaobh carbóin de ar fáil chun ábhair luachmhara a tháirgeadh.
Ní hamháin go gcabhraíonn conairí anabalacha nua le haghaidh socrú dé-ocsaíd charbóin le leibhéil dé-ocsaíd charbóin san atmaisféar a laghdú, ach is féidir leo freisin táirgeadh ceimiceach traidisiúnta cógaisíochta agus comhábhar gníomhach a athsholáthar le próisis bhitheolaíocha neodracha ó thaobh carbóin de. Léiríonn taighde nua próiseas trína bhféadfar aigéad formach a úsáid chun dé-ocsaíd charbóin a thiontú ina ábhar atá luachmhar don tionscal bithcheimiceach.
I bhfianaise an mhéadaithe in astaíochtaí gás ceaptha teasa, is ceist phráinneach í ceapadh carbóin nó ceapadh dé-ocsaíd charbóin ó fhoinsí móra astaíochtaí. Sa nádúr, tá comhshamhlú dé-ocsaíd charbóin ar siúl le milliúin bliain, ach níl a chumhacht i bhfad ó bheith leordhóthanach chun cúiteamh a dhéanamh as astaíochtaí antrapaigineacha.
Taighdeoirí faoi stiúir Tobias Erb ón Institiúid Micribhitheolaíochta Talún. Úsáideann Max Planck uirlisí nádúrtha chun modhanna nua a fhorbairt chun dé-ocsaíd charbóin a shocrú. Tá siad tar éis dul i mbun conair meitibileach shaorga a fhorbairt anois a tháirgeann formaildéad an-imoibríoch ó aigéad formach, idirmheánach féideartha i bhfótaisintéis shaorga. Is féidir le formaildéad dul isteach go díreach i roinnt conairí meitibileach chun substaintí luachmhara eile a fhoirmiú gan aon éifeachtaí tocsaineacha. Mar atá le próiseas nádúrtha, tá dhá phríomh-chomhábhar ag teastáil: fuinneamh agus carbón. Is féidir an chéad cheann a sholáthar ní hamháin trí sholas díreach na gréine, ach trí leictreachas freisin - mar shampla, modúil ghréine.
Sa slabhra luacha, bíonn foinsí carbóin athraitheacha. Ní dé-ocsaíd charbóin an t-aon rogha anseo, táimid ag caint faoi na comhdhúile carbóin aonair go léir (bloic thógála C1): aonocsaíd charbóin, aigéad formach, formaildéad, meatánól agus meatán. Mar sin féin, tá beagnach gach ceann de na substaintí seo an-tocsaineach, d'orgánaigh bheo (aonocsaíd charbóin, formaildéad, meatánól) agus don phláinéid (meatán mar ghás ceaptha teasa). Ní ​​fhulaingíonn go leor miocrorgánach tiúchain arda de ach amháin tar éis aigéad formach a neodrú go dtí a fhormáid bhunúsach.
“Is foinse carbóin an-ghealladh fúithi é aigéad formach,” a deir Maren Nattermann, céadúdar an staidéir. “Ach tá sé an-dian ar fhuinneamh é a thiontú go formaildéad in vitro.” Tá sé seo amhlaidh toisc nach féidir formáit, salann an fhormáit, a thiontú go formaildéad go héasca. “Tá bacainn cheimiceach thromchúiseach idir an dá mhóilín seo, agus sula bhféadfaimid imoibriú fíor a dhéanamh, ní mór dúinn é a shárú le cabhair ó fhuinneamh bithcheimiceach – ATP.”
Ba é aidhm na dtaighdeoirí bealach níos eacnamaíche a aimsiú. Tar éis an tsaoil, dá lú fuinnimh a theastaíonn chun carbón a bheathú isteach sa mheitibileacht, is ea is mó fuinnimh is féidir a úsáid chun fás nó táirgeadh a spreagadh. Ach níl a leithéid de bhealach sa nádúr. “Bhí roinnt cruthaitheachta ag teastáil chun na heinsímí hibrideacha mar a thugtar orthu a bhfuil feidhmeanna iomadúla acu a aimsiú,” a deir Tobias Erb. “Mar sin féin, níl i bhfionnachtain na n-einsímí iarrthóra ach an tús. Táimid ag caint faoi imoibrithe is féidir a chomhaireamh le chéile toisc go bhfuil siad an-mhall - i gcásanna áirithe, bíonn níos lú ná imoibriú amháin in aghaidh an tsoicind in aghaidh an einsím. Is féidir le himoibrithe nádúrtha dul ar aghaidh ar ráta atá míle uair níos tapúla.” Seo an áit a dtagann bithcheimic shintéiseach isteach, a deir Maren Nattermann: “Má tá a fhios agat struchtúr agus meicníocht einsíme, tá a fhios agat cá háit le hidirghabháil. Tá sé an-tairbheach.”
Tá roinnt cur chuige i gceist le hoptamú einsímí: malartú bloc tógála speisialaithe, giniúint sócháin randamach, agus roghnú acmhainne. “Tá formáit agus formaildéad araon an-oiriúnach mar is féidir leo dul isteach i mballaí cealla. Is féidir linn formáit a chur leis an meán cultúir cealla, rud a tháirgeann einsím a athraíonn an formaildéad mar thoradh air sin ina ruaim bhuí neamh-tocsaineach tar éis cúpla uair an chloig,” a dúirt Maren. Mhínigh Nattermann.
Ní bheadh ​​torthaí indéanta i dtréimhse chomh gearr sin gan úsáid a bhaint as modhanna ard-tréchur. Chun seo a dhéanamh, chomhoibrigh na taighdeoirí le comhpháirtí tionsclaíoch Festo in Esslingen na Gearmáine. “Tar éis thart ar 4,000 athrú, mhéadaíomar ár dtoradh ceithre huaire,” a deir Maren Nattermann. “Dá bhrí sin, chruthaíomar an bunús le haghaidh fás an mhúnla miocrorgánaigh E. coli, capall oibre miocróbach na biteicneolaíochta, ar aigéad formach. Mar sin féin, i láthair na huaire, ní féidir lenár gcealla ach formaildéad a tháirgeadh agus ní féidir leo claochlú tuilleadh.”
I gcomhar lena chomhoibrí Sebastian Wink ón Institiúid um Fhiseolaíocht Mhóilíneach Plandaí, tá taighdeoirí Max Planck ag forbairt cineál faoi láthair ar féidir leis idirmheánacha a ghlacadh agus iad a thabhairt isteach sa mheitibileacht lárnach. Ag an am céanna, tá an fhoireann ag déanamh taighde ar chomhshó leictriceimiceach dé-ocsaíd charbóin go haigéad formach le grúpa oibre ag an Institiúid um Chomhshó Fuinnimh Cheimicigh, Max Planck faoi stiúir Walter Leitner. Is é an sprioc fhadtéarmach “ardán aonmhéide a oireann do chách” a chruthú ó dhé-ocsaíd charbóin a tháirgtear trí phróisis leictribhithcheimiceacha go táirgí ar nós inslin nó bithdhíosal.
Tagairt: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Forbairt easghluaiseachta nua chun formáit atá ag brath ar fhosfáit a thiontú go formaildéad in vitro agus in vivo”, Lennart Nickel. , Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, agus Tobias J. Erb, 9 Bealtaine, 2023, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Baile na nuachta teicneolaíochta is fearr ó 1998. Fan suas chun dáta leis an nuacht teicneolaíochta is déanaí trí ríomhphost nó na meáin shóisialta. > Achoimre ríomhphoist le síntiús saor in aisce
Fuair ​​taighdeoirí ag Cold Spring Harbor Laboratories amach go bhfuil SRSF1, próitéin a rialaíonn splaiseadh RNA, suasrialaithe sa briseán.