ఫార్మేట్‌ను కార్బన్-న్యూట్రల్ బయో ఎకానమీకి వెన్నెముకగా చూడవచ్చు, ఇది (ఎలక్ట్రో) రసాయన పద్ధతులను ఉపయోగించి CO2 నుండి ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు ఎంజైమాటిక్ క్యాస్కేడ్‌లు లేదా ఇంజనీర్డ్ సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించి విలువ ఆధారిత ఉత్పత్తులుగా మార్చబడుతుంది. సింథటిక్ ఫార్మేట్ యొక్క సమీకరణను విస్తరించడంలో ఒక ముఖ్యమైన దశ ఫార్మాల్డిహైడ్ యొక్క థర్మోడైనమిక్‌గా సంక్లిష్టమైన తగ్గింపు, ఇది ఇక్కడ పసుపు రంగు మార్పుగా కనిపిస్తుంది. క్రెడిట్: ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెరెస్ట్రియల్ మైక్రోబయాలజీ మాక్స్ ప్లాంక్/గీసెల్.
మాక్స్ ప్లాంక్ ఇన్స్టిట్యూట్ శాస్త్రవేత్తలు ఫార్మిక్ ఆమ్లం సహాయంతో కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఫార్మాల్డిహైడ్‌గా మార్చే సింథటిక్ జీవక్రియ మార్గాన్ని సృష్టించారు, విలువైన పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కార్బన్-న్యూట్రల్ మార్గాన్ని అందిస్తున్నారు.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ స్థిరీకరణ కోసం కొత్త అనాబాలిక్ మార్గాలు వాతావరణంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ స్థాయిలను తగ్గించడంలో సహాయపడటమే కాకుండా, ఫార్మాస్యూటికల్స్ మరియు క్రియాశీల పదార్ధాల సాంప్రదాయ రసాయన ఉత్పత్తిని కార్బన్-న్యూట్రల్ జీవ ప్రక్రియలతో భర్తీ చేయగలవు. కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను జీవరసాయన పరిశ్రమకు విలువైన పదార్థంగా మార్చడానికి ఫార్మిక్ ఆమ్లాన్ని ఉపయోగించే ప్రక్రియను కొత్త పరిశోధన ప్రదర్శిస్తుంది.
గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాల పెరుగుదల దృష్ట్యా, పెద్ద ఉద్గార వనరుల నుండి కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్ లేదా కార్బన్ డయాక్సైడ్ సీక్వెస్ట్రేషన్ ఒక ముఖ్యమైన సమస్య. ప్రకృతిలో, కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క సమీకరణ మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా కొనసాగుతోంది, కానీ దాని శక్తి మానవజన్య ఉద్గారాలను భర్తీ చేయడానికి సరిపోదు.
ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెరెస్ట్రియల్ మైక్రోబయాలజీకి చెందిన టోబియాస్ ఎర్బ్ నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు. కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను స్థిరీకరించడానికి కొత్త పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడానికి మాక్స్ ప్లాంక్ సహజ సాధనాలను ఉపయోగిస్తున్నారు. కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియలో మధ్యవర్తి అయిన ఫార్మిక్ ఆమ్లం నుండి అధిక రియాక్టివ్ ఫార్మాల్డిహైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేసే కృత్రిమ జీవక్రియ మార్గాన్ని అభివృద్ధి చేయడంలో వారు ఇప్పుడు విజయం సాధించారు. ఫార్మాల్డిహైడ్ ఎటువంటి విషపూరిత ప్రభావాలు లేకుండా ఇతర విలువైన పదార్థాలను ఏర్పరచడానికి అనేక జీవక్రియ మార్గాల్లోకి నేరుగా ప్రవేశించగలదు. సహజ ప్రక్రియలో వలె, రెండు ప్రధాన పదార్థాలు అవసరం: శక్తి మరియు కార్బన్. మొదటిది ప్రత్యక్ష సూర్యకాంతి ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, విద్యుత్ ద్వారా కూడా అందించబడుతుంది - ఉదాహరణకు, సౌర మాడ్యూల్స్.
విలువ గొలుసులో, కార్బన్ వనరులు వేరియబుల్. ఇక్కడ కార్బన్ డయాక్సైడ్ మాత్రమే ఎంపిక కాదు, మనం అన్ని వ్యక్తిగత కార్బన్ సమ్మేళనాల (C1 బిల్డింగ్ బ్లాక్స్) గురించి మాట్లాడుతున్నాము: కార్బన్ మోనాక్సైడ్, ఫార్మిక్ ఆమ్లం, ఫార్మాల్డిహైడ్, మిథనాల్ మరియు మీథేన్. అయితే, ఈ పదార్థాలన్నీ దాదాపు అన్ని జీవులకు (కార్బన్ మోనాక్సైడ్, ఫార్మాల్డిహైడ్, మిథనాల్) మరియు గ్రహానికి (గ్రీన్హౌస్ వాయువుగా మీథేన్) అత్యంత విషపూరితమైనవి. ఫార్మిక్ ఆమ్లం దాని ప్రాథమిక ఫార్మాట్‌కు తటస్థీకరించబడిన తర్వాత మాత్రమే అనేక సూక్ష్మజీవులు దాని అధిక సాంద్రతలను తట్టుకుంటాయి.
"ఫార్మిక్ ఆమ్లం కార్బన్ యొక్క చాలా ఆశాజనకమైన మూలం" అని అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత మారెన్ నాటర్మాన్ నొక్కిచెప్పారు. "కానీ దానిని ఇన్ విట్రోలో ఫార్మాల్డిహైడ్‌గా మార్చడం చాలా శక్తితో కూడుకున్నది." ఎందుకంటే ఫార్మేట్ యొక్క ఉప్పు అయిన ఫార్మేట్ సులభంగా ఫార్మాల్డిహైడ్‌గా మార్చబడదు. "ఈ రెండు అణువుల మధ్య తీవ్రమైన రసాయన అవరోధం ఉంది మరియు మనం నిజమైన ప్రతిచర్యను నిర్వహించే ముందు, జీవరసాయన శక్తి - ATP సహాయంతో మనం దానిని అధిగమించాలి."
పరిశోధకుల లక్ష్యం మరింత ఆర్థిక మార్గాన్ని కనుగొనడం. అన్నింటికంటే, జీవక్రియలోకి కార్బన్‌ను అందించడానికి తక్కువ శక్తి అవసరమవుతుంది, పెరుగుదల లేదా ఉత్పత్తిని ప్రేరేపించడానికి ఎక్కువ శక్తిని ఉపయోగించవచ్చు. కానీ ప్రకృతిలో అలాంటి మార్గం లేదు. "బహుళ విధులు కలిగిన హైబ్రిడ్ ఎంజైమ్‌ల ఆవిష్కరణకు కొంత సృజనాత్మకత అవసరం" అని టోబియాస్ ఎర్బ్ చెప్పారు. "అయితే, అభ్యర్థి ఎంజైమ్‌ల ఆవిష్కరణ ప్రారంభం మాత్రమే. అవి చాలా నెమ్మదిగా ఉన్నందున కలిపి లెక్కించగల ప్రతిచర్యల గురించి మనం మాట్లాడుతున్నాము - కొన్ని సందర్భాల్లో, ప్రతి ఎంజైమ్‌కు సెకనుకు ఒకటి కంటే తక్కువ ప్రతిచర్య ఉంటుంది. సహజ ప్రతిచర్యలు వెయ్యి రెట్లు వేగంగా కొనసాగవచ్చు." ఇక్కడే సింథటిక్ బయోకెమిస్ట్రీ వస్తుంది అని మారెన్ నాటర్‌మాన్ చెప్పారు: "ఎంజైమ్ యొక్క నిర్మాణం మరియు యంత్రాంగం మీకు తెలిస్తే, ఎక్కడ జోక్యం చేసుకోవాలో మీకు తెలుసు. ఇది చాలా ప్రయోజనకరంగా ఉంది."
ఎంజైమ్ ఆప్టిమైజేషన్‌లో అనేక విధానాలు ఉంటాయి: ప్రత్యేకమైన బిల్డింగ్ బ్లాక్ మార్పిడి, యాదృచ్ఛిక మ్యుటేషన్ ఉత్పత్తి మరియు సామర్థ్య ఎంపిక. "ఫార్మేట్ మరియు ఫార్మాల్డిహైడ్ రెండూ చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి ఎందుకంటే అవి సెల్ గోడలలోకి చొచ్చుకుపోతాయి. మనం సెల్ కల్చర్ మాధ్యమానికి ఫార్మేట్‌ను జోడించవచ్చు, ఇది కొన్ని గంటల తర్వాత ఫలిత ఫార్మాల్డిహైడ్‌ను విషరహిత పసుపు రంగుగా మార్చే ఎంజైమ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది" అని మారెన్ అన్నారు. నాటర్‌మాన్ వివరించారు.
అధిక-నిర్గమాంశ పద్ధతులను ఉపయోగించకుండా ఇంత తక్కువ వ్యవధిలో ఫలితాలు సాధ్యం కాదు. దీని కోసం, పరిశోధకులు జర్మనీలోని ఎస్లింగెన్‌లోని పారిశ్రామిక భాగస్వామి ఫెస్టోతో కలిసి పనిచేశారు. "సుమారు 4,000 వైవిధ్యాల తర్వాత, మేము మా దిగుబడిని నాలుగు రెట్లు పెంచాము" అని మారెన్ నాటర్‌మాన్ చెప్పారు. "ఈ విధంగా, బయోటెక్నాలజీ యొక్క సూక్ష్మజీవుల పనివాడు అయిన మోడల్ సూక్ష్మజీవుల పెరుగుదలకు మేము ఫార్మిక్ ఆమ్లంపై ఆధారాన్ని సృష్టించాము. అయితే, ప్రస్తుతానికి, మన కణాలు ఫార్మాల్డిహైడ్‌ను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయగలవు మరియు మరింత రూపాంతరం చెందలేవు."
ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ప్లాంట్ మాలిక్యులర్ ఫిజియాలజీ నుండి తన సహకారి సెబాస్టియన్ వింక్ సహకారంతో. మాక్స్ ప్లాంక్ పరిశోధకులు ప్రస్తుతం ఇంటర్మీడియట్‌లను తీసుకొని వాటిని కేంద్ర జీవక్రియలోకి ప్రవేశపెట్టగల ఒక జాతిని అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. అదే సమయంలో, ఈ బృందం ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమికల్ ఎనర్జీ కన్వర్షన్‌లోని వర్కింగ్ గ్రూప్‌తో కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఫార్మిక్ యాసిడ్‌గా ఎలక్ట్రోకెమికల్ మార్పిడిపై పరిశోధనలు నిర్వహిస్తోంది. వాల్టర్ లీట్నర్ దర్శకత్వంలో మాక్స్ ప్లాంక్. ఎలక్ట్రోబయోకెమికల్ ప్రక్రియల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కార్బన్ డయాక్సైడ్ నుండి ఇన్సులిన్ లేదా బయోడీజిల్ వంటి ఉత్పత్తులకు "ఒక-పరిమాణ-సరిపోయే-అన్ని వేదిక" దీర్ఘకాలిక లక్ష్యం.
రిఫరెన్స్: మారెన్ నాటర్‌మాన్, సెబాస్టియన్ వెంక్, పాస్కల్ ఫిస్టర్, హై హి, సీయుంగ్ హ్వాంగ్ లీ, విటోల్డ్ స్జిమాన్స్కీ, నిల్స్ గుంటర్‌మాన్, ఫాయియింగ్ జు “ఇన్ విట్రో అండ్ ఇన్ వివోలో ఫాస్ఫేట్-ఆధారిత ఫార్మేట్‌ను ఫార్మాల్డిహైడ్‌గా మార్చడానికి కొత్త క్యాస్కేడ్ అభివృద్ధి”, లెన్నార్ట్ నికెల్. , షార్లెట్ వాల్నర్, జాన్ జార్జికి, నికోల్ పాచియా, నినా గైసెర్ట్, జియాన్‌కార్లో ఫ్రాన్సియో, వాల్టర్ లీట్నర్, రామోన్ గొంజాలెజ్, మరియు టోబియాస్ జె. ఎర్బ్, మే 9, 2023, నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
సైటెక్‌డైలీ: 1998 నుండి అత్యుత్తమ టెక్ వార్తలకు నిలయం. ఇమెయిల్ లేదా సోషల్ మీడియా ద్వారా తాజా టెక్ వార్తలతో తాజాగా ఉండండి. > ఉచిత సబ్‌స్క్రిప్షన్‌తో ఇమెయిల్ డైజెస్ట్
కోల్డ్ స్ప్రింగ్ హార్బర్ లాబొరేటరీస్ పరిశోధకులు RNA స్ప్లైసింగ్‌ను నియంత్రించే SRSF1 అనే ప్రోటీన్ క్లోమంలో నియంత్రించబడిందని కనుగొన్నారు.