Qaabka waxaa loo arki karaa inuu yahay laf-dhabarta dhaqaalaha bayoolojiga ee kaarboon-dhexdhexaadka ah, oo laga soo saaro CO2 iyadoo la adeegsanayo hababka kiimikada (electro) oo loo beddelo alaab qiimo lagu daray iyadoo la adeegsanayo cascades enzymatic ama microorganisms la farsameeyay. Tallaabo muhiim ah oo lagu ballaarinayo isku-darka qaab-dhismeedka synthetic waa hoos u dhigista thermodynamic ahaan isku dhafan ee formaldehyde, kaas oo halkan u muuqda isbeddel midab huruud ah. Credit: Machadka Microbiology Dhulka Max Planck/Geisel.
Saynisyahannada Machadka Max Planck waxay abuureen waddo dheef-shiid kiimikaad oo macmal ah oo u beddeleysa kaarboon laba ogsaydh formaldehyde iyadoo la kaashanayo aashitada formic, taasoo bixinaysa hab kaarboon dhexdhexaad ah oo lagu soo saaro agab qiimo leh.
Waddooyin cusub oo anabolic ah oo loogu talagalay hagaajinta kaarboon laba ogsaydh ma aha oo kaliya inay gacan ka geystaan ​​​​hoos u dhigista heerarka kaarboon laba ogsaydh ee jawiga, laakiin sidoo kale waxay beddeli kartaa wax soo saarka kiimikada dhaqameed ee daawooyinka iyo maaddooyinka firfircoon iyadoo la adeegsanayo hababka bayoolojiga ee kaarboon-dhexdhexaadka ah. Cilmi-baaris cusub ayaa muujinaysa habka loo isticmaali karo aashitada formic si loogu beddelo kaarboon laba ogsaydh walax qiimo u leh warshadaha bayoolaji.
Marka la eego kororka qiiqa gaaska aqalka dhirta lagu koriyo, kala-soocidda kaarboonka ama kala-soocidda kaarboon laba ogsaydh ee ka imanaya ilo badan oo qiiqa ah waa arrin degdeg ah. Dabeecad ahaan, isku-darka kaarboon laba ogsaydh wuxuu socday malaayiin sano, laakiin awooddiisu aad uma fiicna in lagu magdhabo qiiqa aadanaha.
Cilmi-baarayaal uu hoggaaminayo Tobias Erb oo ka tirsan Machadka Microbiology-ga Dhulka. Max Planck waxay adeegsadaan qalab dabiici ah si ay u horumariyaan habab cusub oo lagu hagaajinayo kaarboon laba ogsaydh. Hadda waxay ku guuleysteen inay horumariyaan waddo dheef-shiid kiimikaad oo macmal ah oo soo saarta formaldehyde aad u falcelisa oo ka timaadda formic acid, oo ah dhexdhexaad suurtagal ah oo ku jira sawir-qaadista macmalka ah. Formaldehyde waxay si toos ah u geli kartaa dhowr waddo oo dheef-shiid kiimikaad ah si ay u sameeyaan walxo kale oo qiimo leh iyada oo aan wax saameyn sun ah lahayn. Sida habka dabiiciga ah, laba maaddooyin oo waaweyn ayaa loo baahan yahay: tamar iyo kaarboon. Tan ugu horreysa waxaa lagu bixin karaa oo keliya qorraxda tooska ah, laakiin sidoo kale korontada - tusaale ahaan, modules-ka qorraxda.
Silsiladda qiimaha, ilaha kaarboonku waa kala duwan yihiin. Kaarboon laba ogsaydh maaha ikhtiyaarka kaliya ee halkan, waxaan ka hadlaynaa dhammaan isku-dhafka kaarboonka shaqsiga ah (baloogyada dhismaha C1): kaarboon laba ogsaydh, kaarboon laba ogsaydh, kaarboon laba ogsaydh, kaarboon laba ogsaydh iyo kaarboon laba ogsaydh. Si kastaba ha ahaatee, ku dhawaad ​​​​dhammaan walxahan waa kuwo aad u sun ah, labadaba noolaha nool (kaarboon laba ogsaydh, kaarboon laba ogsaydh, kaarboon laba ogsaydh) iyo meeraha (kaarboon laba ogsaydh oo ah gaas aqalka dhirta lagu koriyo). Kaliya ka dib marka aashitada formic la dhexdhexaadiyo si ay u noqoto qaabkeeda aasaasiga ah ayaa microorganisms badan u dulqaataan xaddi badan oo ka mid ah.
"Formic acid waa il aad u rajo leh oo kaarboon ah," ayuu ku nuuxnuuxsaday Maren Nattermann, oo ah qoraaga koowaad ee daraasadda. "Laakiin u beddelashada formaldehyde in vitro waa mid aad u tamar badan." Tani waa sababta oo ah forforme, oo ah milixda forforme, si fudud looguma beddelin formaldehyde. "Waxaa jira caqabad kiimiko oo halis ah oo u dhaxaysa labadan molecule, ka hor inta aynaan sameynin falcelin dhab ah, waa inaan ka gudubnaa iyadoo la kaashanayo tamarta bayoolaji - ATP."
Ujeeddada cilmi-baarayaashu waxay ahayd inay helaan hab dhaqaale ahaan ka wanaagsan. Ka dib oo dhan, tamarta yar ee loo baahan yahay si loo quudiyo kaarboonka dheef-shiid kiimikaadka, tamarta badan ayaa loo isticmaali karaa in lagu kiciyo koritaanka ama wax soo saarka. Laakiin ma jirto hab noocaas ah oo dabiici ah. "Soo helidda waxa loogu yeero ensaymada isku-dhafka ah ee leh hawlo badan waxay u baahnayd hal-abuur," ayuu yiri Tobias Erb. "Si kastaba ha ahaatee, helitaanka ensaymada musharixiinta ah waa bilow oo keliya. Waxaan ka hadlaynaa falcelinta la tirin karo sababtoo ah aad bay u gaabis yihiin - xaaladaha qaarkood, waxaa jira wax ka yar hal falcelin ilbiriqsigiiba ensaymkiiba. Falcelinta dabiiciga ah waxay ku socon kartaa heer kun jeer ka dhakhso badan." Halkan waa meesha bayoolaji isku-dhafan uu ka soo galo, ayuu yiri Maren Nattermann: "Haddii aad taqaan qaab-dhismeedka iyo farsamada ensaymka, waad ogtahay meesha lagu faragelinayo. Waxay ahayd faa'iido weyn."
Hagaajinta Ensaymka waxay ku lug leedahay dhowr hab: is-weydaarsiga dhismaha ee gaarka ah, soo saarista isbeddelka aan kala sooca lahayn, iyo xulashada awoodda. "Labada qaab iyo formaldehyde labaduba aad bay ugu habboon yihiin sababtoo ah waxay geli karaan derbiyada unugyada. Waxaan ku dari karnaa qaab-dhismeedka dhaqanka unugyada, kaas oo soo saara ensaym kaas oo formaldehyde-ka ka dhasha u roga midab huruud ah oo aan sun ahayn dhowr saacadood ka dib," ayuu yiri Maren. Nattermann ayaa sharraxay.
Natiijooyin muddo gaaban ah ma suurtoobi lahayn iyada oo aan la isticmaalin habab wax soo saar sare leh. Si taas loo sameeyo, cilmi-baarayaashu waxay la shaqeeyeen shirkadda Festo ee iskaashiga warshadaha ee Esslingen, Jarmalka. "Ka dib qiyaastii 4,000 oo kala duwanaansho, waxaan laba jibaarnay wax soo saarkeenna," ayuu yiri Maren Nattermann. "Sidaa darteed, waxaan abuurnay saldhigga koritaanka nooca microorganism E. coli, oo ah fardaha shaqada microbial ee bayotechnoolajiyadda, oo ku jira formic acid. Si kastaba ha ahaatee, waqtigan xaadirka ah, unugyadeennu waxay soo saari karaan oo keliya formaldehyde mana sii beddeli karaan."
Iyadoo lala kaashanayo la-hawlgalihiisa Sebastian Wink oo ka socda Machadka Fiisiyoolajiyada Dhirta. Cilmi-baarayaasha Max Planck ayaa hadda sameynaya nooc qaadi kara dhexdhexaadiyeyaasha oo ku soo bandhigi kara dheef-shiid kiimikaadka dhexe. Isla mar ahaantaana, kooxdu waxay samaynaysaa cilmi-baaris ku saabsan beddelka elektiroonigga ah ee kaarboon laba ogsaydh una beddelaya aashitada formic iyadoo la kaashanayo koox shaqo oo ka socota Machadka Beddelka Tamarta Kiimikada. Max Planck oo hoos yimaada tilmaamaha Walter Leitner. Hadafka muddada-dheer waa "hal-cabbir-ku-habboon-dhammaan" laga bilaabo kaarboon laba ogsaydh oo ay soo saarto hababka electrobiochemical ilaa alaabada sida insulin ama biodiesel.
Tixraac: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Horumarinta qaab cusub oo loogu talagalay beddelka qaab-dhismeedka ku tiirsan fosfate-ka ilaa formaldehyde in vitro iyo in vivo”, Lennart Nickel., Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, iyo Tobias J. Erb, Maajo 9, 2023, Isgaarsiinta Dabeecadda.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Hoyga wararka tignoolajiyada ugu fiican tan iyo 1998. La soco wararka tignoolajiyada ugu dambeeyay adoo adeegsanaya emayl ama baraha bulshada. > Diiwangelinta emaylka oo leh rukun bilaash ah
Cilmi-baarayaal ka tirsan Cold Spring Harbor Laboratories ayaa ogaaday in SRSF1, oo ah borotiin nidaamiya isku-xidhka RNA, uu ku badan yahay ganaca.