Yo ka wè fòmat kòm baz yon byoekonomi ki pa pwodui kabòn, ki pwodui apati CO2 lè l sèvi avèk metòd (elektwo)chimik epi konvèti an pwodui ki gen valè ajoute lè l sèvi avèk kaskad anzimatik oswa mikwo-òganis modifye. Yon etap enpòtan nan elaji asimilasyon fòmat sentetik la se rediksyon tèmodinamik konplèks fòmaldeyid li a, ki isit la parèt kòm yon chanjman koulè jòn. Kredi: Enstiti Mikwobyoloji Terès Max Planck/Geisel.
Syantis nan Enstiti Max Planck la te kreye yon chemen metabolik sentetik ki konvèti diyoksid kabòn an fòmaldeyid avèk èd asid formik, sa ki ofri yon fason net kabòn pou pwodui materyèl ki gen anpil valè.
Nouvo chemen anabolizan pou fiksasyon diyoksid kabòn nan pa sèlman ede diminye nivo diyoksid kabòn nan atmosfè a, men yo kapab tou ranplase pwodiksyon chimik tradisyonèl pwodui famasetik ak engredyan aktif yo ak pwosesis byolojik ki pa pwodui kabòn. Nouvo rechèch demontre yon pwosesis kote asid formik ka itilize pou konvèti diyoksid kabòn an yon materyèl ki gen anpil valè pou endistri byochimik la.
Etandone ogmantasyon emisyon gaz ki lakòz efè tèmik yo, sekestrasyon kabòn oswa sekestrasyon diyoksid kabòn nan gwo sous emisyon yo se yon pwoblèm ijan. Nan lanati, asimilasyon diyoksid kabòn ap kontinye pandan plizyè milyon ane, men pouvwa li pa ase ditou pou konpanse emisyon antropojèn yo.
Chèchè ki dirije pa Tobias Erb nan Enstiti Mikwobyoloji Terès Max Planck la itilize zouti natirèl pou devlope nouvo metòd pou fikse diyoksid kabòn. Kounye a, yo reyisi devlope yon chemen metabolik atifisyèl ki pwodui fòmaldeyid trè reyaktif apati asid formik, yon posib entèmedyè nan fotosentèz atifisyèl. Fòmaldeyid ka antre dirèkteman nan plizyè chemen metabolik pou fòme lòt sibstans ki gen anpil valè san okenn efè toksik. Menm jan ak yon pwosesis natirèl, de engredyan prensipal yo nesesè: enèji ak kabòn. Premye a ka bay pa sèlman pa limyè solèy dirèk, men tou pa elektrisite - pa egzanp, modil solè.
Nan chèn valè a, sous kabòn yo varyab. Diyoksid kabòn se pa sèl opsyon ki disponib la a, n ap pale de tout konpoze kabòn endividyèl yo (blòk konstriktif C1 yo): monoksid kabòn, asid formik, fòmaldeyid, metanòl ak metàn. Sepandan, prèske tout sibstans sa yo trè toksik, ni pou òganis vivan yo (monoksid kabòn, fòmaldeyid, metanòl) ni pou planèt la (metàn kòm yon gaz ki lakòz efè tèmik). Se sèlman apre asid formik la fin netralize nan fòmat debaz li ke anpil mikwo-òganis tolere gwo konsantrasyon ladan l.
“Asid formik se yon sous kabòn ki pwomèt anpil,” Maren Nattermann, premye otè etid la, mete aksan sou li. “Men, konvèti li an fòmaldeyid in vitro mande anpil enèji.” Sa a se paske fòmate, sèl fòmate a, pa fasil pou konvèti an fòmaldeyid. “Gen yon baryè chimik serye ant de molekil sa yo, epi anvan nou ka fè yon reyaksyon reyèl, nou dwe simonte li avèk èd enèji byochimik – ATP.”
Objektif chèchè yo se te jwenn yon fason ki pi ekonomik. Apre tou, mwens enèji ki nesesè pou nouri metabolis ak kabòn, se plis enèji ki ka itilize pou estimile kwasans oswa pwodiksyon. Men, pa gen okenn fason konsa nan lanati. "Dekouvèt sa yo rele anzim ibrid ki gen plizyè fonksyon te mande yon ti kreyativite," Tobias Erb di. "Sepandan, dekouvèt anzim kandida yo se sèlman kòmansman an. N ap pale de reyaksyon ke nou ka konte ansanm paske yo trè dousman—nan kèk ka, gen mwens pase yon reyaksyon pa segonn pa anzim. Reyaksyon natirèl yo ka kontinye nan yon vitès ki mil fwa pi rapid." Se la byochimik sentetik antre an jwèt, Maren Nattermann di: "Si ou konnen estrikti ak mekanis yon anzim, ou konnen ki kote pou entèvni. Li te yon gwo benefis."
Optimizasyon anzim enplike plizyè apwòch: echanj blòk konstriksyon espesyalize, jenerasyon mitasyon o aza, ak seleksyon kapasite. "Tou de fòmat ak fòmaldeyid yo trè apwopriye paske yo ka penetre mi selil yo. Nou ka ajoute fòmat nan mwayen kilti selilè a, ki pwodui yon anzim ki transfòme fòmaldeyid ki soti a an yon lank jòn ki pa toksik apre kèk èdtan," Maren te di. Nattermann te eksplike.
Rezilta nan yon peryòd tan konsa pa t ap posib san itilizasyon metòd gwo débit. Pou fè sa, chèchè yo te kolabore ak patnè endistriyèl Festo nan Esslingen, Almay. "Apre anviwon 4,000 varyasyon, nou te katripliye rannman nou an," di Maren Nattermann. "Kidonk, nou te kreye baz pou kwasans mikwo-òganis modèl E. coli a, cheval travay mikwòb nan byoteknoloji, sou asid formik. Sepandan, kounye a, selil nou yo ka sèlman pwodui fòmaldeyid epi yo pa ka transfòme plis."
An kolaborasyon avèk kolaboratè li Sebastian Wink nan Enstiti Fizyoloji Molekilè Plant yo, chèchè Max Planck yo ap devlope kounye a yon souch ki ka absòbe entèmedyè epi prezante yo nan metabolis santral la. An menm tan, ekip la ap fè rechèch sou konvèsyon elektwochimik diyoksid kabòn an asid formik avèk yon gwoup travay nan Enstiti Konvèsyon Enèji Chimik Max Planck anba direksyon Walter Leitner. Objektif alontèm lan se yon "platfòm inik pou tout moun" soti nan diyoksid kabòn ki pwodui pa pwosesis elektwobyochimik pou rive nan pwodwi tankou ensilin oswa biodizel.
Referans: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Devlopman yon nouvo kaskad pou konvèsyon fòmat ki depann de fosfat an fòmaldeyid in vitro ak in vivo”, Lennart Nickel. , Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, ak Tobias J. Erb, 9 me 2023, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Lakay pi bon nouvèl teknoloji depi 1998. Rete okouran ak dènye nouvèl teknoloji yo atravè imèl oswa medya sosyal. > Rezime imèl ak abònman gratis
Chèchè nan Cold Spring Harbor Laboratories yo te jwenn ke SRSF1, yon pwoteyin ki kontwole épissage ARN, ogmante nan pankreyas la.