ទម្រង់​អាច​ត្រូវ​បាន​គេ​មើល​ឃើញ​ថា​ជា​ឆ្អឹងខ្នង​នៃ​ជីវសេដ្ឋកិច្ច​ដែល​មិន​មាន​កាបូន ដែល​ផលិត​ចេញពី CO2 ដោយ​ប្រើ​វិធីសាស្ត្រ (អេឡិចត្រូ)គីមី និង​បំប្លែង​ទៅ​ជា​ផលិតផល​បន្ថែម​តម្លៃ​ដោយ​ប្រើ​ប្រព័ន្ធ​អង់ស៊ីម ឬ​មីក្រូសរីរាង្គ​ដែល​បាន​រចនា។ ជំហាន​សំខាន់​មួយ​ក្នុង​ការ​ពង្រីក​ការ​រួម​បញ្ចូល​នៃ​ទម្រង់​សំយោគ​គឺ​ការ​កាត់​បន្ថយ​ស្មុគស្មាញ​ទែរម៉ូឌីណាមិក​នៃ​ហ្វ័រម៉ាល់ឌីអ៊ីត ដែល​នៅ​ទីនេះ​លេចឡើង​ជា​ការ​ផ្លាស់ប្តូរ​ពណ៌​លឿង។ ឥណទាន៖ វិទ្យាស្ថាន​អតិសុខុមជីវវិទ្យា​ដីគោក Max Planck/Geisel។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅវិទ្យាស្ថាន Max Planck បានបង្កើតផ្លូវមេតាបូលីសសំយោគមួយដែលបំប្លែងកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជា formaldehyde ដោយមានជំនួយពីអាស៊ីត formic ដែលផ្តល់នូវវិធីមួយដែលមិនមានកាបូនដើម្បីផលិតវត្ថុធាតុដើមដ៏មានតម្លៃ។
ផ្លូវអាណាបូលីកថ្មីសម្រាប់ការជួសជុលកាបូនឌីអុកស៊ីតមិនត្រឹមតែជួយកាត់បន្ថយកម្រិតកាបូនឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងបរិយាកាសប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចជំនួសការផលិតគីមីប្រពៃណីនៃឱសថ និងគ្រឿងផ្សំសកម្មជាមួយនឹងដំណើរការជីវសាស្រ្តអព្យាក្រឹតកាបូនផងដែរ។ ការស្រាវជ្រាវថ្មីបង្ហាញពីដំណើរការមួយដែលអាស៊ីតហ្វមិកអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបំប្លែងកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាវត្ថុធាតុដើមដ៏មានតម្លៃសម្រាប់ឧស្សាហកម្មជីវគីមី។
ដោយសារតែការកើនឡើងនៃការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ ការស្រូបយកកាបូន ឬការស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីតពីប្រភពបំភាយឧស្ម័នធំៗ គឺជាបញ្ហាបន្ទាន់មួយ។ នៅក្នុងធម្មជាតិ ការស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីតបានបន្តអស់រយៈពេលរាប់លានឆ្នាំមកហើយ ប៉ុន្តែថាមពលរបស់វានៅមិនទាន់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ការបំភាយឧស្ម័នដែលបង្កឡើងដោយមនុស្សនៅឡើយទេ។
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវដែលដឹកនាំដោយ Tobias Erb មកពីវិទ្យាស្ថានអតិសុខុមជីវវិទ្យាដីគោក។ Max Planck ប្រើឧបករណ៍ធម្មជាតិដើម្បីបង្កើតវិធីសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់ការជួសជុលកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ឥឡូវនេះពួកគេទទួលបានជោគជ័យក្នុងការអភិវឌ្ឍផ្លូវមេតាបូលីសសិប្បនិម្មិតដែលផលិត formaldehyde ដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់ពីអាស៊ីត formic ដែលជាសមាសធាតុមធ្យមដែលអាចធ្វើទៅបាននៅក្នុងរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិត។ Formaldehyde អាចចូលទៅក្នុងផ្លូវមេតាបូលីសជាច្រើនដោយផ្ទាល់ដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុមានតម្លៃផ្សេងទៀតដោយគ្មានផលប៉ះពាល់ពុល។ ដូចគ្នានឹងដំណើរការធម្មជាតិដែរ គ្រឿងផ្សំសំខាន់ពីរគឺថាមពល និងកាបូន។ ទីមួយអាចត្រូវបានផ្តល់មិនត្រឹមតែដោយពន្លឺព្រះអាទិត្យដោយផ្ទាល់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដោយអគ្គិសនីផងដែរ - ឧទាហរណ៍ ម៉ូឌុលព្រះអាទិត្យ។
នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់តម្លៃ ប្រភពកាបូនមានភាពប្រែប្រួល។ កាបូនឌីអុកស៊ីតមិនមែនជាជម្រើសតែមួយគត់នៅទីនេះទេ យើងកំពុងនិយាយអំពីសមាសធាតុកាបូននីមួយៗ (ប្លុកសំណង់ C1)៖ កាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត អាស៊ីតហ្វមិក ហ្វម៉ាល់ដេអ៊ីត មេតាណុល និងមេតាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សារធាតុស្ទើរតែទាំងអស់នេះមានជាតិពុលខ្ពស់ ទាំងសម្រាប់សារពាង្គកាយមានជីវិត (កាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត ហ្វម៉ាល់ដេអ៊ីត មេតាណុល) និងសម្រាប់ភពផែនដី (មេតានជាឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់)។ វាគឺបន្ទាប់ពីអាស៊ីតហ្វមិកត្រូវបានបន្សាបទៅជាទម្រង់មូលដ្ឋានរបស់វា ទើបអតិសុខុមប្រាណជាច្រើនអត់ធ្មត់នឹងកំហាប់ខ្ពស់របស់វា។
«អាស៊ីតហ្វមិកគឺជាប្រភពកាបូនដ៏ជោគជ័យមួយ» លោក Maren Nattermann អ្នកនិពន្ធដំបូងនៃការសិក្សានេះបានសង្កត់ធ្ងន់។ «ប៉ុន្តែការបំប្លែងវាទៅជាហ្វម៉ាល់ឌីអ៊ីតនៅក្នុងវីត្រូគឺប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើន»។ នេះដោយសារតែហ្វម៉ាត ដែលជាអំបិលនៃហ្វម៉ាត មិនអាចបំប្លែងទៅជាហ្វម៉ាល់ឌីអ៊ីតបានយ៉ាងងាយស្រួលនោះទេ។ «មានរបាំងគីមីធ្ងន់ធ្ងររវាងម៉ូលេគុលទាំងពីរនេះ ហើយមុនពេលដែលយើងអាចអនុវត្តប្រតិកម្មពិតប្រាកដ យើងត្រូវតែយកឈ្នះវាដោយមានជំនួយពីថាមពលជីវគីមី - ATP»។
គោលបំណងរបស់អ្នកស្រាវជ្រាវគឺស្វែងរកវិធីសន្សំសំចៃជាង។ យ៉ាងណាមិញ ថាមពលតិចដែលត្រូវការដើម្បីផ្គត់ផ្គង់កាបូនទៅក្នុងដំណើរការរំលាយអាហារ ថាមពលកាន់តែច្រើនអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីជំរុញការលូតលាស់ ឬផលិតកម្ម។ ប៉ុន្តែមិនមានវិធីបែបនេះនៅក្នុងធម្មជាតិទេ។ លោក Tobias Erb មានប្រសាសន៍ថា “ការរកឃើញអង់ស៊ីមកូនកាត់ដែលមានមុខងារច្រើនតម្រូវឱ្យមានភាពច្នៃប្រឌិតខ្លះ”។ “ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរកឃើញអង់ស៊ីមបេក្ខជនគឺគ្រាន់តែជាការចាប់ផ្តើមប៉ុណ្ណោះ។ យើងកំពុងនិយាយអំពីប្រតិកម្មដែលអាចរាប់បញ្ចូលជាមួយគ្នាបាន ពីព្រោះវាយឺតណាស់ - ក្នុងករណីខ្លះ មានប្រតិកម្មតិចជាងមួយក្នុងមួយវិនាទីក្នុងមួយអង់ស៊ីម។ ប្រតិកម្មធម្មជាតិអាចដំណើរការក្នុងអត្រាលឿនជាងមួយពាន់ដង”។ នេះជាកន្លែងដែលជីវគីមីសំយោគចូលមក លោក Maren Nattermann មានប្រសាសន៍ថា “ប្រសិនបើអ្នកដឹងពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងយន្តការរបស់អង់ស៊ីម អ្នកដឹងពីកន្លែងដែលត្រូវជ្រៀតជ្រែក។ វាមានអត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំង”។
លោក Maren បានមានប្រសាសន៍ថា ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពអង់ស៊ីមពាក់ព័ន្ធនឹងវិធីសាស្រ្តជាច្រើន៖ ការផ្លាស់ប្តូរប្លុកសំណង់ឯកទេស ការបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរចៃដន្យ និងការជ្រើសរើសសមត្ថភាព។ លោក Nattermann បានពន្យល់ថា “ទាំងទម្រង់ និងហ្វ័រម៉ាត គឺសមរម្យណាស់ ពីព្រោះវាអាចជ្រាបចូលទៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិកាបាន។ យើងអាចបន្ថែមទម្រង់ទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកកោសិកា ដែលផលិតអង់ស៊ីមដែលប្រែក្លាយហ្វ័រម៉ាតលទ្ធផលទៅជាថ្នាំជ្រលក់ពណ៌លឿងមិនពុលបន្ទាប់ពីពីរបីម៉ោង”។
លទ្ធផលក្នុងរយៈពេលខ្លីបែបនេះនឹងមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានការប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រដែលមានទិន្នផលខ្ពស់។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានសហការជាមួយដៃគូឧស្សាហកម្ម Festo នៅ Esslingen ប្រទេសអាល្លឺម៉ង់។ លោក Maren Nattermann មានប្រសាសន៍ថា "បន្ទាប់ពីការប្រែប្រួលប្រហែល 4,000 យើងបានបង្កើនទិន្នផលរបស់យើងបួនដង"។ "ដូច្នេះ យើងបានបង្កើតមូលដ្ឋានសម្រាប់ការលូតលាស់នៃគំរូអតិសុខុមប្រាណ E. coli ដែលជាសេះការងាររបស់អតិសុខុមប្រាណនៃជីវបច្ចេកវិទ្យា លើអាស៊ីត formic។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលនេះ កោសិការបស់យើងអាចផលិតបានតែ formaldehyde ប៉ុណ្ណោះ ហើយមិនអាចបំលែងបន្ថែមទៀតបានទេ"។
ដោយសហការជាមួយអ្នកសហការរបស់គាត់គឺ Sebastian Wink មកពីវិទ្យាស្ថានសរីរវិទ្យាម៉ូលេគុលរុក្ខជាតិ។ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវ Max Planck កំពុងអភិវឌ្ឍពូជមួយដែលអាចទទួលយកសារធាតុកម្រិតមធ្យម ហើយណែនាំវាទៅក្នុងការរំលាយអាហារកណ្តាល។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ក្រុមនេះកំពុងធ្វើការស្រាវជ្រាវលើការបំលែងអេឡិចត្រូគីមីនៃកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាអាស៊ីតហ្វមិកជាមួយក្រុមការងារនៅវិទ្យាស្ថានបំលែងថាមពលគីមី។ Max Planck ក្រោមការដឹកនាំរបស់ Walter Leitner។ គោលដៅរយៈពេលវែងគឺ "វេទិកាទំហំតែមួយសមនឹងទាំងអស់" ពីកាបូនឌីអុកស៊ីតដែលផលិតដោយដំណើរការអេឡិចត្រូជីវគីមីទៅជាផលិតផលដូចជាអាំងស៊ុយលីន ឬជីវម៉ាស៊ូត។
ឯកសារយោង៖ Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “ការអភិវឌ្ឍនៃខ្សែទឹកថ្មីសម្រាប់ការបំលែងទម្រង់ដែលពឹងផ្អែកលើផូស្វាតទៅជា formaldehyde ក្នុង vitro និងក្នុង vivo”, Lennart Nickel., Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, និង Tobias J. Erb, ថ្ងៃទី 9 ខែឧសភា ឆ្នាំ 2023, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily៖ ជាទីកន្លែងនៃព័ត៌មានបច្ចេកវិទ្យាល្អបំផុតចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1998។ តាមដានព័ត៌មានបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗបំផុតតាមរយៈអ៊ីមែល ឬប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសង្គម។ > សេចក្តីសង្ខេបអ៊ីមែលជាមួយនឹងការជាវឥតគិតថ្លៃ
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Cold Spring Harbor បានរកឃើញថា SRSF1 ដែលជាប្រូតេអ៊ីនដែលគ្រប់គ្រងការបំបែក RNA ត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មខ្លាំងនៅក្នុងលំពែង។