ဖော်မတ်ကို ကာဗွန်-ကြားနေ ဇီဝစီးပွားရေး၏ ကျောရိုးအဖြစ် ရှုမြင်နိုင်ပြီး၊ (လျှပ်စစ်) ဓာတုဗေဒနည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ CO2 မှ ထုတ်လုပ်ပြီး အင်ဇိုင်းရေကာတာများ သို့မဟုတ် အင်ဂျင်နီယာအဏုဇီဝများကို အသုံးပြု၍ တန်ဖိုးမြှင့်ထုတ်ကုန်များအဖြစ် ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ ဓာတုဖော်မတ်၏ စုပ်ယူမှုကို ချဲ့ထွင်ရာတွင် အရေးကြီးသော ခြေလှမ်းတစ်ခုမှာ ၎င်း၏ သာမိုဒိုင်းနမစ် ရှုပ်ထွေးသော ဖော်မယ်ဒီဟိုက် လျှော့ချခြင်းဖြစ်ပြီး ဤနေရာတွင် အဝါရောင်ပြောင်းလဲမှုအဖြစ် ပေါ်လာသည်။ Credit: Institute of Terrestrial Microbiology Max Planck/Geisel.
Max Planck Institute မှ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏အကူအညီဖြင့် ဖော်မယ်ဒီဟိုက်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းတစ်ခုကို ဖန်တီးခဲ့ပြီး အဖိုးတန်ပစ္စည်းများထုတ်လုပ်ရန် ကာဗွန်ကင်းစင်သောနည်းလမ်းတစ်ခုကို ပေးဆောင်ပါသည်။
ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် စုပ်ယူမှုအတွက် anabolic လမ်းကြောင်းအသစ်များသည် လေထုအတွင်းရှိ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အဆင့်ကို လျှော့ချရန်သာမက ဆေးဝါးများနှင့် တက်ကြွသောပါဝင်ပစ္စည်းများ၏ ရိုးရာဓာတုဗေဒထုတ်လုပ်မှုကို ကာဗွန်-ကြားနေ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာလုပ်ငန်းစဉ်များဖြင့် အစားထိုးနိုင်သည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဇီဝဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းအတွက် အဖိုးတန်ပစ္စည်းအဖြစ် ပြောင်းလဲရန် အသုံးပြုနိုင်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုကို သုတေသနအသစ်က ပြသထားသည်။
ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှု မြင့်တက်လာမှုကြောင့် ကာဗွန်စုပ်ယူခြင်း သို့မဟုတ် ကြီးမားသောထုတ်လွှတ်မှုရင်းမြစ်များမှ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်စုပ်ယူခြင်းသည် အရေးတကြီးပြဿနာတစ်ခုဖြစ်သည်။ သဘာဝတွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်စုပ်ယူမှုသည် နှစ်သန်းပေါင်းများစွာကြာအောင် ဖြစ်ပေါ်နေခဲ့သော်လည်း ၎င်း၏စွမ်းအားသည် လူသားတို့၏ထုတ်လွှတ်မှုများကို ပြန်လည်ဖြည့်တင်းရန် လုံလောက်မှုမရှိပါ။
ကုန်းနေ အဏုဇီဝဗေဒဌာနမှ Tobias Erb ဦးဆောင်သော သုတေသီများ။ Max Planck သည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ပြုပြင်ရန် နည်းလမ်းအသစ်များ တီထွင်ရန် သဘာဝကိရိယာများကို အသုံးပြုကြသည်။ ယခုအခါ ၎င်းတို့သည် အတုအယောင် ဖိုတိုဆင့်သိတ်တွင် ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော အလယ်အလတ်အဆင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်မှ အလွန်အမင်း ဓာတ်ပြုမှုရှိသော ဖော်မယ်ဒီဟိုက်ကို ထုတ်လုပ်သည့် အတုအယောင် ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းတစ်ခုကို တီထွင်ရာတွင် အောင်မြင်ခဲ့သည်။ ဖော်မယ်ဒီဟိုက်သည် အဆိပ်အတောက်ဖြစ်စေသော အကျိုးသက်ရောက်မှုမရှိဘဲ အခြားအဖိုးတန်ပစ္စည်းများကို ဖွဲ့စည်းရန် ဇီဝဖြစ်စဉ်လမ်းကြောင်းများစွာထဲသို့ တိုက်ရိုက်ဝင်ရောက်နိုင်သည်။ သဘာဝလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုကဲ့သို့ပင် အဓိကပါဝင်ပစ္စည်းနှစ်ခု လိုအပ်သည်- စွမ်းအင်နှင့် ကာဗွန်။ ပထမတစ်ခုကို တိုက်ရိုက်နေရောင်ခြည်ဖြင့်သာမက လျှပ်စစ်ဓာတ်အားဖြင့်လည်း ရရှိနိုင်သည် - ဥပမာ၊ နေရောင်ခြည်မော်ဂျူးများ။
တန်ဖိုးကွင်းဆက်တွင် ကာဗွန်ရင်းမြစ်များသည် ကွဲပြားနိုင်ပါသည်။ ဤနေရာတွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်သည် တစ်ခုတည်းသော ရွေးချယ်မှုမဟုတ်ပါ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် တစ်ဦးချင်း ကာဗွန်ဒြပ်ပေါင်းများ (C1 တည်ဆောက်မှုအုတ်မြစ်များ) အကြောင်း ပြောနေပါသည်- ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်၊ ဖော်မစ်အက်ဆစ်၊ ဖော်မယ်ဒီဟိုက်၊ မီသိန်းနှင့် မီသိန်း။ သို့သော်၊ ဤဒြပ်ပေါင်းအားလုံးနီးပါးသည် သက်ရှိများအတွက် (ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်၊ ဖော်မယ်ဒီဟိုက်၊ မီသိန်း) နှင့် ကမ္ဘာဂြိုဟ်အတွက် (ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့အဖြစ် မီသိန်း) နှစ်မျိုးလုံးအတွက် အလွန်အဆိပ်သင့်ပါသည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို ၎င်း၏ အခြေခံပုံစံသို့ ပျက်ပြယ်ပြီးနောက်မှသာ အဏုဇီဝများစွာသည် ၎င်း၏ မြင့်မားသောပါဝင်မှုများကို ခံနိုင်ရည်ရှိကြသည်။
“ဖော်မစ်အက်ဆစ်ဟာ ကာဗွန်ရဲ့ အလွန်အလားအလာကောင်းတဲ့ အရင်းအမြစ်တစ်ခုပါ” လို့ လေ့လာမှုရဲ့ ပထမဆုံးစာရေးဆရာ Maren Nattermann က အလေးပေးပြောကြားခဲ့ပါတယ်။ “ဒါပေမယ့် ၎င်းကို in vitro မှာ formaldehyde အဖြစ်ပြောင်းလဲဖို့က စွမ်းအင်အရမ်းသုံးရပါတယ်။” ဖော်မတ်ရဲ့ဆားဖြစ်တဲ့ format ကို formaldehyde အဖြစ် အလွယ်တကူပြောင်းလဲလို့မရပါဘူး။ “ဒီမော်လီကျူးနှစ်ခုကြားမှာ ပြင်းထန်တဲ့ ဓာတုအတားအဆီးတစ်ခုရှိပြီး တကယ့်တုံ့ပြန်မှုကို မလုပ်ဆောင်ခင်မှာ ဇီဝဓာတုဗေဒစွမ်းအင် - ATP ရဲ့အကူအညီနဲ့ ကျော်လွှားရပါမယ်။”
သုတေသီများ၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ပိုမိုစီးပွားရေးအရ တွက်ခြေကိုက်သော နည်းလမ်းတစ်ခုကို ရှာဖွေရန်ဖြစ်သည်။ အဆုံးစွန်အားဖြင့်၊ ဇီဝဖြစ်စဉ်ထဲသို့ ကာဗွန်ကို ပို့ဆောင်ရန် လိုအပ်သော စွမ်းအင်နည်းလေ၊ ကြီးထွားမှု သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်မှုကို လှုံ့ဆော်ရန် စွမ်းအင်ပိုမိုအသုံးပြုနိုင်လေဖြစ်သည်။ သို့သော် သဘာဝတွင် ထိုနည်းလမ်းမရှိပါ။ “လုပ်ဆောင်ချက်များစွာပါရှိသော မျိုးစပ်အင်ဇိုင်းများဟုခေါ်သော အင်ဇိုင်းများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်းသည် တီထွင်ဖန်တီးမှုအချို့ လိုအပ်သည်” ဟု Tobias Erb က ပြောကြားခဲ့သည်။ “သို့သော်၊ ကိုယ်စားလှယ်လောင်း အင်ဇိုင်းများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်းသည် အစသာဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် အလွန်နှေးကွေးသောကြောင့် အတူတကွရေတွက်နိုင်သော ဓာတ်ပြုမှုများအကြောင်း ပြောနေပါသည် - အချို့ကိစ္စများတွင် အင်ဇိုင်းတစ်ခုလျှင် တစ်စက္ကန့်လျှင် ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုထက်နည်းသည်။ သဘာဝဓာတ်ပြုမှုများသည် အဆတစ်ထောင်ပိုမြန်သောနှုန်းဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။” ဤနေရာတွင် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ဇီဝဓာတုဗေဒ ပါဝင်လာသည်ဟု Maren Nattermann က ပြောကြားခဲ့သည်- “အင်ဇိုင်းတစ်ခု၏ ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ယန္တရားကို သင်သိပါက မည်သည့်နေရာတွင် ဝင်ရောက်စွက်ဖက်ရမည်ကို သင်သိပါသည်။ ၎င်းသည် အလွန်အကျိုးရှိခဲ့သည်။”
အင်ဇိုင်းအကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်လုပ်ဆောင်ခြင်းတွင် ချဉ်းကပ်မှုများစွာပါဝင်သည်- အထူးပြုတည်ဆောက်မှုဘလောက်လဲလှယ်ခြင်း၊ ကျပန်းမျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် စွမ်းရည်ရွေးချယ်မှု။ “ဖော်မတ်နှင့် ဖော်မယ်ဒီဟိုက် နှစ်မျိုးလုံးသည် ဆဲလ်နံရံများကို ထိုးဖောက်နိုင်သောကြောင့် အလွန်သင့်လျော်ပါသည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဖော်မတ်ကို ဆဲလ်ယဉ်ကျေးမှုအလတ်စားထဲသို့ ထည့်နိုင်ပြီး ရလဒ်ဖော်မယ်ဒီဟိုက်ကို နာရီအနည်းငယ်အကြာတွင် အဆိပ်မရှိသော အဝါရောင်ဆိုးဆေးအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည့် အင်ဇိုင်းတစ်ခုကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်” ဟု မာရန်က ပြောကြားခဲ့သည်။ Nattermann က ရှင်းပြသည်။
မြင့်မားသောထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းများကို အသုံးမပြုပါက ဤမျှတိုတောင်းသောအချိန်အတွင်း ရလဒ်များရရှိနိုင်မည်မဟုတ်ပါ။ ထိုသို့ပြုလုပ်ရန်အတွက် သုတေသီများသည် ဂျာမနီနိုင်ငံ၊ Esslingen ရှိ စက်မှုလုပ်ငန်းမိတ်ဖက် Festo နှင့် ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ခဲ့ကြသည်။ “ပြောင်းလဲမှု ၄၀၀၀ ခန့်ပြုလုပ်ပြီးနောက် ကျွန်ုပ်တို့၏အထွက်နှုန်းကို လေးဆတိုးမြှင့်နိုင်ခဲ့သည်” ဟု Maren Nattermann က ပြောကြားခဲ့သည်။ “ထို့ကြောင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် ဇီဝနည်းပညာ၏ အဏုဇီဝအလုပ်လုပ်သော မြင်းကောင်ရေဖြစ်သော မော်ဒယ်အဏုဇီဝ E. coli ကြီးထွားမှုအတွက် အခြေခံကို formic acid ပေါ်တွင် ဖန်တီးခဲ့ပါသည်။ သို့သော် ယခုအချိန်တွင် ကျွန်ုပ်တို့၏ဆဲလ်များသည် formaldehyde ကိုသာ ထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး နောက်ထပ်ပြောင်းလဲနိုင်ခြင်းမရှိပါ။”
၎င်း၏ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်သူ Sebastian Wink နှင့် အပင် မော်လီကျူး ဇီဝကမ္မဗေဒဌာနမှ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်မှု။ Max Planck သုတေသီများသည် လက်ရှိတွင် အလယ်အလတ်ဒြပ်စင်များကို စုပ်ယူပြီး ဗဟိုဇီဝဖြစ်စဉ်ထဲသို့ ထည့်သွင်းနိုင်သော မျိုးကွဲတစ်ခုကို တီထွင်နေကြသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ အဖွဲ့သည် Institute of Chemical Energy Conversion ရှိ အလုပ်အဖွဲ့နှင့်အတူ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် ပြောင်းလဲခြင်းဆိုင်ရာ သုတေသနကို လုပ်ဆောင်နေသည်။ Walter Leitner ၏ ညွှန်ကြားမှုအောက်တွင် Max Planck။ ရေရှည်ရည်မှန်းချက်မှာ လျှပ်စစ်ဇီဝဓာတုဗေဒ လုပ်ငန်းစဉ်များမှ ထုတ်လုပ်သော ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မှ အင်ဆူလင် သို့မဟုတ် ဇီဝဒီဇယ်ကဲ့သို့သော ထုတ်ကုန်များအဖြစ် “တစ်မျိုးတည်းသော ပလက်ဖောင်း” တစ်ခု ဖြစ်သည်။
ကိုးကားချက်- Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Development of a new cascade for the converting of phosphate-dependent formate to formaldehyde in vitro and in vivo”, Lennart Nickel. , Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, and Tobias J. Erb, မေလ ၉ ရက်၊ ၂၀၂၃၊ Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: ၁၉၉၈ ခုနှစ်မှစ၍ အကောင်းဆုံးနည်းပညာသတင်းများ၏ ပင်မနေရာ။ အီးမေးလ် သို့မဟုတ် လူမှုမီဒီယာမှတစ်ဆင့် နောက်ဆုံးပေါ်နည်းပညာသတင်းများနှင့်အတူ နောက်ဆုံးရသတင်းများကို ရယူလိုက်ပါ။ > အခမဲ့စာရင်းသွင်းမှုဖြင့် အီးမေးလ်အကျဉ်းချုပ်
Cold Spring Harbor ဓာတ်ခွဲခန်းများမှ သုတေသီများသည် RNA splicing ကို ထိန်းညှိပေးသော ပရိုတင်းတစ်မျိုးဖြစ်သည့် SRSF1 သည် ပန်ကရိယတွင် မြင့်တက်လာသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။