ফর্মেটকে কার্বন-নিরপেক্ষ জৈব অর্থনীতির মেরুদণ্ড হিসেবে দেখা যেতে পারে, যা (ইলেক্ট্রো) রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করে CO2 থেকে উৎপাদিত হয় এবং এনজাইমেটিক ক্যাসকেড বা ইঞ্জিনিয়ারড অণুজীব ব্যবহার করে মূল্য সংযোজন পণ্যে রূপান্তরিত হয়। সিন্থেটিক ফর্মেটের আত্তীকরণ সম্প্রসারণের একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হল ফর্মালডিহাইডের তাপগতিগতভাবে জটিল হ্রাস, যা এখানে হলুদ রঙের পরিবর্তন হিসাবে দেখা যাচ্ছে। ক্রেডিট: ইনস্টিটিউট অফ টেরেস্ট্রিয়াল মাইক্রোবায়োলজি ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক/গিজেল।
ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউটের বিজ্ঞানীরা একটি সিন্থেটিক বিপাকীয় পথ তৈরি করেছেন যা ফর্মিক অ্যাসিডের সাহায্যে কার্বন ডাই অক্সাইডকে ফর্মালডিহাইডে রূপান্তরিত করে, মূল্যবান উপকরণ তৈরির জন্য একটি কার্বন-নিরপেক্ষ উপায় প্রদান করে।
কার্বন ডাই অক্সাইড স্থিরকরণের জন্য নতুন অ্যানাবলিক পথগুলি কেবল বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইডের মাত্রা কমাতে সাহায্য করে না, বরং ওষুধ এবং সক্রিয় উপাদানগুলির ঐতিহ্যবাহী রাসায়নিক উৎপাদনকে কার্বন-নিরপেক্ষ জৈবিক প্রক্রিয়া দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারে। নতুন গবেষণা এমন একটি প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে যার মাধ্যমে ফর্মিক অ্যাসিড কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈব রাসায়নিক শিল্পের জন্য মূল্যবান উপাদানে রূপান্তর করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন বৃদ্ধির পরিপ্রেক্ষিতে, বৃহৎ নির্গমন উৎস থেকে কার্বন সিকোয়েস্টেশন বা কার্বন ডাই অক্সাইড সিকোয়েস্টেশন একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। প্রকৃতিতে, লক্ষ লক্ষ বছর ধরে কার্বন ডাই অক্সাইডের আত্তীকরণ চলছে, কিন্তু এর শক্তি মানবসৃষ্ট নির্গমনের ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য যথেষ্ট নয়।
ইনস্টিটিউট অফ টেরেস্ট্রিয়াল মাইক্রোবায়োলজির টোবিয়াস এর্বের নেতৃত্বে গবেষকরা। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক কার্বন ডাই অক্সাইড স্থির করার জন্য নতুন পদ্ধতি তৈরি করতে প্রাকৃতিক সরঞ্জাম ব্যবহার করেন। তারা এখন একটি কৃত্রিম বিপাকীয় পথ তৈরি করতে সফল হয়েছেন যা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের সম্ভাব্য মধ্যবর্তী ফর্মিক অ্যাসিড থেকে অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল ফর্মালডিহাইড তৈরি করে। ফর্মালডিহাইড কোনও বিষাক্ত প্রভাব ছাড়াই অন্যান্য মূল্যবান পদার্থ তৈরি করতে সরাসরি বিভিন্ন বিপাকীয় পথে প্রবেশ করতে পারে। একটি প্রাকৃতিক প্রক্রিয়ার মতো, দুটি প্রধান উপাদানের প্রয়োজন হয়: শক্তি এবং কার্বন। প্রথমটি কেবল সরাসরি সূর্যালোক দ্বারা নয়, বিদ্যুৎ দ্বারাও সরবরাহ করা যেতে পারে - উদাহরণস্বরূপ, সৌর মডিউল।
মূল্য শৃঙ্খলে, কার্বন উৎসগুলি পরিবর্তনশীল। এখানে কার্বন ডাই অক্সাইড একমাত্র বিকল্প নয়, আমরা সমস্ত পৃথক কার্বন যৌগ (C1 বিল্ডিং ব্লক) সম্পর্কে কথা বলছি: কার্বন মনোক্সাইড, ফর্মিক অ্যাসিড, ফর্মালডিহাইড, মিথানল এবং মিথেন। তবে, এই পদার্থগুলির প্রায় সমস্তই অত্যন্ত বিষাক্ত, জীবন্ত প্রাণীর জন্য (কার্বন মনোক্সাইড, ফর্মালডিহাইড, মিথানল) এবং গ্রহের জন্য (গ্রিনহাউস গ্যাস হিসাবে মিথেন)। ফর্মিক অ্যাসিডকে তার মৌলিক গঠনে নিরপেক্ষ করার পরেই অনেক অণুজীব এর উচ্চ ঘনত্ব সহ্য করে।
"ফর্মিক অ্যাসিড কার্বনের একটি অত্যন্ত আশাব্যঞ্জক উৎস," গবেষণার প্রথম লেখক মেরেন ন্যাটারম্যান জোর দিয়ে বলেন। "কিন্তু এটিকে ফর্মালডিহাইডে রূপান্তর করা খুবই শক্তিসাপেক্ষ।" এর কারণ হল ফর্মেট, ফর্মেটের লবণ, সহজে ফর্মালডিহাইডে রূপান্তরিত হয় না। "এই দুটি অণুর মধ্যে একটি গুরুতর রাসায়নিক বাধা রয়েছে এবং আমরা একটি বাস্তব প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করার আগে, আমাদের জৈব রাসায়নিক শক্তি - ATP - এর সাহায্যে এটি অতিক্রম করতে হবে।"
গবেষকদের লক্ষ্য ছিল আরও সাশ্রয়ী উপায় খুঁজে বের করা। সর্বোপরি, বিপাকক্রিয়ায় কার্বন সরবরাহ করার জন্য যত কম শক্তির প্রয়োজন হবে, বৃদ্ধি বা উৎপাদনকে উদ্দীপিত করার জন্য তত বেশি শক্তি ব্যবহার করা যাবে। কিন্তু প্রকৃতিতে এমন কোনও উপায় নেই। "বহুবিধ কার্যকারিতা সহ তথাকথিত হাইব্রিড এনজাইম আবিষ্কারের জন্য কিছু সৃজনশীলতার প্রয়োজন ছিল," টোবিয়াস এরব বলেন। "তবে, প্রার্থী এনজাইম আবিষ্কার কেবল শুরু। আমরা এমন প্রতিক্রিয়াগুলির কথা বলছি যা একসাথে গণনা করা যেতে পারে কারণ সেগুলি খুব ধীর - কিছু ক্ষেত্রে, প্রতি এনজাইমে প্রতি সেকেন্ডে একটিরও কম প্রতিক্রিয়া হয়। প্রাকৃতিক প্রতিক্রিয়া হাজার গুণ দ্রুত গতিতে এগিয়ে যেতে পারে।" মেরেন ন্যাটারম্যান বলেন, এখানেই সিন্থেটিক জৈব রসায়ন আসে: "আপনি যদি একটি এনজাইমের গঠন এবং প্রক্রিয়া জানেন, তাহলে আপনি জানেন কোথায় হস্তক্ষেপ করতে হবে। এটি অনেক উপকারী হয়েছে।"
এনজাইম অপ্টিমাইজেশনের জন্য বেশ কয়েকটি পদ্ধতি জড়িত: বিশেষায়িত বিল্ডিং ব্লক বিনিময়, এলোমেলো মিউটেশন তৈরি এবং ক্ষমতা নির্বাচন। "ফরমেট এবং ফর্মালডিহাইড উভয়ই খুবই উপযুক্ত কারণ তারা কোষ প্রাচীর ভেদ করতে পারে। আমরা কোষ সংস্কৃতি মাধ্যমে ফর্মেট যোগ করতে পারি, যা একটি এনজাইম তৈরি করে যা কয়েক ঘন্টা পরে ফলস্বরূপ ফর্মালডিহাইডকে একটি অ-বিষাক্ত হলুদ রঞ্জকে পরিণত করে," মেরেন বলেন। ন্যাটারম্যান ব্যাখ্যা করেন।
উচ্চ-প্রবাহ পদ্ধতি ব্যবহার না করলে এত অল্প সময়ের মধ্যে ফলাফল পাওয়া সম্ভব হত না। এটি করার জন্য, গবেষকরা জার্মানির এসলিংগেনের শিল্প অংশীদার ফেস্টোর সাথে সহযোগিতা করেছিলেন। "প্রায় ৪,০০০ বৈচিত্র্যের পরে, আমরা আমাদের ফলন চারগুণ বাড়িয়েছি," মেরেন ন্যাটারম্যান বলেন। "এইভাবে, আমরা ফর্মিক অ্যাসিডের উপর জৈবপ্রযুক্তির মাইক্রোবায়াল ওয়ার্কহর্স, মডেল মাইক্রোঅর্গানিজম ই. কোলাইয়ের বৃদ্ধির ভিত্তি তৈরি করেছি। তবে, এই মুহূর্তে, আমাদের কোষগুলি কেবল ফর্মালডিহাইড তৈরি করতে পারে এবং আরও রূপান্তর করতে পারে না।"
ইনস্টিটিউট অফ প্ল্যান্ট মলিকুলার ফিজিওলজি থেকে তার সহযোগী সেবাস্টিয়ান উইঙ্কের সহযোগিতায়। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক গবেষকরা বর্তমানে এমন একটি স্ট্রেন তৈরি করছেন যা মধ্যবর্তী পদার্থ গ্রহণ করতে পারে এবং সেগুলিকে কেন্দ্রীয় বিপাকের সাথে পরিচয় করিয়ে দিতে পারে। একই সময়ে, দলটি ইনস্টিটিউট অফ কেমিক্যাল এনার্জি কনভার্সনের একটি ওয়ার্কিং গ্রুপের সাথে কার্বন ডাই অক্সাইডের ফর্মিক অ্যাসিডে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রূপান্তরের উপর গবেষণা পরিচালনা করছে। ওয়াল্টার লেইটনারের নির্দেশনায় ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক। দীর্ঘমেয়াদী লক্ষ্য হল ইলেক্ট্রোবায়োকেমিক্যাল প্রক্রিয়া দ্বারা উৎপাদিত কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে ইনসুলিন বা বায়োডিজেলের মতো পণ্যগুলিতে "এক-আকার-ফিট-সকল প্ল্যাটফর্ম" তৈরি করা।
তথ্যসূত্র: মারেন ন্যাটারম্যান, সেবাস্টিয়ান ওয়েঙ্ক, প্যাসকেল ফিস্টার, হাই হে, সেউং হোয়াং লি, উইটোল্ড সিমানস্কি, নীলস গুন্টারম্যান, ফাইয়িং ঝু "ফসফেট-নির্ভর ফর্মেটকে ফর্মালডিহাইডে রূপান্তরের জন্য একটি নতুন ক্যাসকেডের বিকাশ ইন ভিট্রো এবং ইন ভিভো", লেনার্ট নিকেল। , শার্লট ওয়ালনার, জ্যান জারজিকি, নিকোল পাচিয়া, নিনা গেইসার্ট, জিয়ানকার্লো ফ্রান্সিও, ওয়াল্টার লেইটনার, র্যামন গঞ্জালেজ এবং টোবিয়াস জে. এরব, ৯ মে, ২০২৩, নেচার কমিউনিকেশনস। ডিওআই: ১০.১০৩৮/এস৪১৪৬৭-০২৩-৩৮০৭২-ডব্লিউ
SciTechDaily: ১৯৯৮ সালের পর থেকে সেরা প্রযুক্তি সংবাদের আবাসস্থল। ইমেল বা সোশ্যাল মিডিয়ার মাধ্যমে সর্বশেষ প্রযুক্তি সংবাদের সাথে আপডেট থাকুন। > বিনামূল্যে সাবস্ক্রিপশন সহ ইমেল ডাইজেস্ট
কোল্ড স্প্রিং হারবার ল্যাবরেটরির গবেষকরা দেখেছেন যে SRSF1, একটি প্রোটিন যা RNA স্প্লিসিং নিয়ন্ত্রণ করে, অগ্ন্যাশয়ে আপরেগুলেটেড হয়।