ፎርሜት ከካርቦን-ገለልተኛ ባዮኢኮኖሚ እንደ ዋና አካል ተደርጎ ሊታይ ይችላል፣ ከካርቦን-ገለልተኛ ባዮኢኮኖሚ (ኤሌክትሮ) ኬሚካል ዘዴዎችን በመጠቀም የሚመረተው እና ወደ እሴት የተጨመሩ ምርቶች የሚቀየር ከኢንዛይም ካስኬዶች ወይም ከተነደፉ ረቂቅ ተሕዋስያን ነው። የሰው ሰራሽ ፎርማት ውህደትን ለማስፋት አንድ አስፈላጊ እርምጃ የፎርማዴይድ ቴርሞዳይናሚክ ውስብስብ ቅነሳ ሲሆን እዚህ ላይ እንደ ቢጫ ቀለም ለውጥ ይታያል። ክሬዲት፡ የቴሬስትሪያል ማይክሮባዮሎጂ ተቋም ማክስ ፕላንክ/ጌይሴል።
በማክስ ፕላንክ ኢንስቲትዩት የሚገኙ ሳይንቲስቶች ካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ፎርማልዴይድ የሚቀይር ሰው ሰራሽ የሜታቦሊዝም መንገድ ፈጥረዋል፤ ይህም ጠቃሚ ቁሳቁሶችን ለማምረት ከካርቦን-ገለልተኛ መንገድ ይሰጣል።
የካርቦን ዳይኦክሳይድ መጠገንን የሚያካትቱ አዳዲስ አናቦሊክ መንገዶች በከባቢ አየር ውስጥ ያለውን የካርቦን ዳይኦክሳይድ መጠን ለመቀነስ ብቻ ሳይሆን የፋርማሲዩቲካል እና አክቲቭ ንጥረ ነገሮችን ባህላዊ የኬሚካል ምርት በካርቦን-ገለልተኛ ባዮሎጂካል ሂደቶች ሊተኩ ይችላሉ። አዲስ ጥናት ፎርሚክ አሲድ ካርቦን ዳይኦክሳይድን ለባዮኬሚካላዊ ኢንዱስትሪ ጠቃሚ ወደሆነ ቁሳቁስ ለመቀየር ጥቅም ላይ ሊውል የሚችልበትን ሂደት ያሳያል።
የግሪንሀውስ ጋዝ ልቀቶች መጨመርን ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ ከትላልቅ የልቀት ምንጮች የካርቦን ክምችት ወይም የካርቦን ዳይኦክሳይድ ክምችት አጣዳፊ ጉዳይ ነው። በተፈጥሮ፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ውህደት ለሚሊዮን ዓመታት ሲካሄድ ቆይቷል፣ ነገር ግን ኃይሉ ለሰው ልጅ ልቀቶች ለማካካስ በቂ አይደለም።
በምድራዊ ማይክሮባዮሎጂ ተቋም ቶቢያስ ኤርብ የሚመሩ ተመራማሪዎች። ማክስ ፕላንክ የካርቦን ዳይኦክሳይድን ለማስተካከል አዳዲስ ዘዴዎችን ለማዘጋጀት የተፈጥሮ መሳሪያዎችን ይጠቀማሉ። አሁን ከፎርሚክ አሲድ ከፍተኛ ምላሽ ሰጪ ፎርማልዴይድ የሚያመነጭ አርቲፊሻል ሜታቦሊዝም መንገድ በማዘጋጀት ተሳክቶላቸዋል፣ ይህም በአርቴፊሻል ፎቶሲንተሲስ ውስጥ ሊሆን የሚችል መካከለኛ ሊሆን ይችላል። ፎርማልዴይድ በቀጥታ ወደ በርካታ የሜታቦሊዝም መንገዶች በመግባት ምንም አይነት መርዛማ ውጤት ሳያስከትሉ ሌሎች ጠቃሚ ንጥረ ነገሮችን መፍጠር ይችላል። ልክ እንደ ተፈጥሯዊ ሂደት፣ ሁለት ዋና ዋና ንጥረ ነገሮች ያስፈልጋሉ፡ ኃይል እና ካርቦን። የመጀመሪያው በቀጥታ የፀሐይ ብርሃን ብቻ ሳይሆን በኤሌክትሪክም ጭምር ሊቀርብ ይችላል - ለምሳሌ የፀሐይ ሞጁሎች።
በእሴት ሰንሰለቱ ውስጥ የካርቦን ምንጮች ተለዋዋጭ ናቸው። እዚህ ላይ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ብቸኛው አማራጭ አይደለም፣ ስለ ሁሉም የግለሰብ የካርቦን ውህዶች (C1 የግንባታ ብሎኮች) እየተነጋገርን ነው፡ ካርቦን ሞኖክሳይድ፣ ፎርሚክ አሲድ፣ ፎርማልዴይድ፣ ሜታኖል እና ሚቴን። ሆኖም፣ እነዚህ ሁሉ ማለት ይቻላል ለሕያዋን ፍጥረታት (ካርቦን ሞኖክሳይድ፣ ፎርማልዴይድ፣ ሜታኖል) እና ለፕላኔቷ (ሚቴን እንደ ግሪንሃውስ ጋዝ) በጣም መርዛማ ናቸው። ብዙ ረቂቅ ተሕዋስያን ከፍተኛ መጠን ያለው ፎስፈረስን የሚቋቋሙት ፎርሚክ አሲድ ወደ መሰረታዊ ቅርፁ ከተገለለ በኋላ ብቻ ነው።
“ፎርሚክ አሲድ በጣም ተስፋ ሰጪ የካርቦን ምንጭ ነው” ሲሉ የጥናቱ የመጀመሪያ ደራሲ ማረን ​​ናተርማን አፅንዖት ሰጥተዋል። “ነገር ግን ወደ ፎርማሌይድ ኢን ቪትሮ መቀየር በጣም ኃይል የሚጠይቅ ነው።” ይህ የሆነበት ምክንያት ፎርማቱ፣ የፎርማቱ ጨው፣ በቀላሉ ወደ ፎርማሌይድ ስለማይለወጥ ነው። “በእነዚህ ሁለት ሞለኪውሎች መካከል ከባድ የኬሚካል መከላከያ አለ፣ እና እውነተኛ ምላሽ ከመስጠታችን በፊት፣ በባዮኬሚካላዊ ኃይል - ATP - ማሸነፍ አለብን።”
የተመራማሪዎቹ ዓላማ የበለጠ ኢኮኖሚያዊ መንገድ መፈለግ ነበር። ከሁሉም በላይ ካርቦንን ወደ ሜታቦሊዝም ለመመገብ የሚያስፈልገው ኃይል አነስተኛ ከሆነ፣ እድገትን ወይም ምርትን ለማነቃቃት የበለጠ ኃይል ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። ነገር ግን በተፈጥሮ ውስጥ እንደዚህ አይነት መንገድ የለም። “ብዙ ተግባራት ያሏቸው የተቀላቀሉ ኢንዛይሞች መገኘታቸው የተወሰነ ፈጠራን ይጠይቃል” ይላል ቶቢያስ ኤርብ። “ሆኖም ግን፣ የእጩ ኢንዛይሞች ግኝት መጀመሪያ ብቻ ነው። በጣም ቀርፋፋ ስለሆኑ ሊቆጠሩ ስለሚችሉ ግብረመልሶች እየተነጋገርን ነው - በአንዳንድ ሁኔታዎች በአንድ ኢንዛይም በሰከንድ ከአንድ ምላሽ ያነሰ ነው። ተፈጥሯዊ ግብረመልሶች በሺዎች እጥፍ በሚበልጥ ፍጥነት ሊቀጥሉ ይችላሉ።” ማሬን ናተርማን እንዲህ ትላለች፡- “የአንድን ኢንዛይም አወቃቀር እና ዘዴ የሚያውቁ ከሆነ፣ የት ጣልቃ መግባት እንዳለቦት ያውቃሉ። ትልቅ ጥቅም አስገኝቷል።”
የኢንዛይም ማመቻቸት በርካታ አቀራረቦችን ያካትታል፤ እነዚህም ልዩ የግንባታ ብሎክ ልውውጥ፣ የዘፈቀደ ሚውቴሽን ማመንጨት እና የአቅም ምርጫ ናቸው። “ፎርማትም ሆነ ፎርማልዴይድ በጣም ተስማሚ ናቸው ምክንያቱም የሕዋስ ግድግዳዎችን ዘልቀው መግባት ይችላሉ። ከጥቂት ሰዓታት በኋላ የተፈጠረውን ፎርማልዴይድ ወደ መርዛማ ያልሆነ ቢጫ ቀለም የሚቀይር ኢንዛይም የሚያመነጭ የሴል ባህል ሚዲያ ላይ ፎርማትን ማከል እንችላለን” ብለዋል ማረን። ናተርማን አብራርተዋል።
ከፍተኛ የውጤት አሰጣጥ ዘዴዎችን ሳይጠቀሙ እንዲህ በአጭር ጊዜ ውስጥ ውጤት ሊገኝ አይችልም። ይህንን ለማድረግ ተመራማሪዎቹ በጀርመን ኤስሊንገን ከሚገኘው የኢንዱስትሪ አጋር ፌስቶ ጋር ተባብረዋል። “ከ4,000 የሚጠጉ ልዩነቶች በኋላ፣ ምርታችንን በአራት እጥፍ አሳድገናል” ይላል ማሬን ናተርማን። “ስለዚህ፣ የባዮቴክኖሎጂ ማይክሮባላዊ የስራ ፈረስ የሆነው ኢ. ኮላይ በፎርሚክ አሲድ ላይ ለሚፈጠረው የሞዴል ማይክሮአኒዝም እድገት መሰረት ፈጥረናል። ሆኖም፣ በአሁኑ ጊዜ፣ ሴሎቻችን ፎርማልዴይድ ብቻ ማምረት ይችላሉ እና የበለጠ ሊለወጡ አይችሉም።”
ከዕፅዋት ሞለኪውላር ፊዚዮሎጂ ተቋም ከተባባሪው ሴባስቲያን ዊንክ ጋር በመተባበር። የማክስ ፕላንክ ተመራማሪዎች በአሁኑ ጊዜ መካከለኛ ንጥረ ነገሮችን ወስዶ ወደ ማዕከላዊ ሜታቦሊዝም ሊያስተዋውቃቸው የሚችል ዝርያ እያዘጋጁ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ ቡድኑ በኬሚካል ኢነርጂ ኮንቨርሽን ኢንስቲትዩት ውስጥ ከሚሰራ ቡድን ጋር በመሆን የካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ፎርሚክ አሲድ የመቀየር ኤሌክትሮኬሚካል ምርምር እያካሄደ ነው። ማክስ ፕላንክ በዋልተር ሌይትነር መሪነት። የረጅም ጊዜ ግብ በኤሌክትሮባዮኬሚካል ሂደቶች ከሚመረተው ካርቦን ዳይኦክሳይድ እስከ ኢንሱሊን ወይም ባዮዲዝል ያሉ ምርቶች ድረስ "አንድ መጠን ለሁሉም የሚስማማ መድረክ" መፍጠር ነው።
ማጣቀሻ፡ ማረን ናተርማን፣ ሴባስቲያን ዌንክ፣ ፓስካል ፒፊስተር፣ ሃይ ሄ፣ ሴንግ ህዋንግ ሊ፣ ዊቶልድ ሲዛንስኪ፣ ኒልስ ጉንተርማን፣ ፋይይንግ ዙ “ፎስፌት-ጥገኛ ፎርማትን ወደ ፎርማልዴይድ በብልቃጥ እና በቪቮ ለመቀየር አዲስ የካስኬድ ልማት”፣ ሌናርት ኒኬል፣ ቻርሎት ዋልነር፣ ጃን ዛርዚኪ፣ ኒኮል ፓቺያ፣ ኒና ጋይዘርት፣ ጂያንካርሎ ፍራንሲዮ፣ ዋልተር ሌይትነር፣ ራሞን ጎንዛሌዝ፣ እና ቶቢያስ ጄ. ኤርብ፣ ግንቦት 9፣ 2023፣ ኔቸር ኮሙኒኬሽንስ።DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: ከ1998 ጀምሮ ምርጥ የቴክኖሎጂ ዜናዎች መነሻ። በኢሜል ወይም በማህበራዊ ሚዲያ አማካኝነት የቅርብ ጊዜ የቴክኖሎጂ ዜናዎችን እንደተዘመኑ ይቆዩ። > ከነፃ የደንበኝነት ምዝገባ ጋር የኢሜይል ማጠቃለያ
በኮልድ ስፕሪንግ ሃርበር ላቦራቶሪዎች የሚገኙ ተመራማሪዎች SRSF1 የተባለው የአር ኤን ኤ ስፕሊሲንግን የሚቆጣጠር ፕሮቲን በፓንጀራ ውስጥ ከፍተኛ ቁጥጥር እንደሚደረግበት አረጋግጠዋል።