Bilim İnsanları Kimyasalların ve Yakıtın Sürdürülebilir Şekilde Üretilmesi için Doğanın Hilelerini Kopyalıyor
Fotoğraf : Biyotürevlendirme aşaması olan (sol) ve olmayan (sağ) kimyasallar üreten bakteri. Biyotürevlendirme ile bakteriler daha sağlıklıdır (daha koyu yeşil).
Araştırmacılar, organizmaların kendilerine zarar vermeden toksik kimyasallar üretme şeklini kopyaladılar, daha yeşil kimyasal ve yakıt üretimine zemin hazırladılar.
Imperial College London bilim insanlarının öncülüğündeki yeni teknik, kimyasallar, plastikler, lifler ve yakıtlar oluşturmak için fosil yakıt kullanma ihtiyacını azaltabilir.
Şu anda, birçok faydalı kimyasal madencilik gerektiren fosil yakıtlardan üretilmektedir, sınırlı miktarda tedarik edilmektedir ve karbon döngüsünü bozmaktadır. Bir alternatif, kimyasalları doğrudan atmosferik karbon dioksitten daha sürdürülebilir bir şekilde üretmek için Escherichia coli (E. coli) ve siyanobakteriler gibi mikroorganizmaların mühendisliğidir.
Bununla birlikte, bu şekilde üretilebilen kimyasalların çoğu mikroorganizmalar için toksiktir, bu da büyük miktarları uygun maliyetli bir şekilde yapabilme becerisini azaltır.
Şimdi, araştırmacılar doğal organizmaların kendi toksik kimyasalları ile başa çıkma yollarını kopyalayarak bakterilerin büyümeye zarar vermeden kimyasal üretecek şekilde programlanabileceğini gösterdiler.
Bizim Yararımız İçin Doğayı Kopyalama
Bu konsept, fosil yakıt ihtiyacını daha da azaltabilen ve iklim değişikliğini en aza indirmeye yardımcı olabilecek faydalı kimyasallar, plastikler ve hatta yakıtlar üretmek için kullanılabilir. Yeni teknik ve ilk kavram kanıtı bugün Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yayınlandı.
Imperial Yaşam Bilimleri Bölümü’nden baş araştırmacı Dr. Patrik Jones, “Doğanın kendi yararına ne yaptığını gördük ve fikri bizim yararımız için biyoteknolojiye uyguladık” dedi.
Bitkiler ve mayalar gibi organizmalar bazen kendileri için toksik olan kimyasallar üretir, bu nedenle onları güvenli bir şekilde saklamak için, zararsız hale getirmek için kimyasallarda küçük değişiklikler yaparlar. Elde edilen kimyasallar “türevler” olarak bilinir ve nispeten basit kimya yoluyla orijinal, toksik forma geri döndürülebilir.
Ekip bu fikri aldı ve şu anda parfümlerde kullanılan ve bakteriler için toksik olan bir kimyasal olan 1-oktanol yapmak için E. coli ve siyanobakterileri programlamak için genetik mühendisliğini kullandı. Daha sonra bakterilere fazladan bir talimat seti eklediler, böylece her ikisi de daha az zararlı olan iki farklı 1-oktanol türevi üreteceklerdi.
Süreci Büyütme
Araştırmacılar, bunun endüstriyel sistemler için ölçeklendirilip üretilmiş olsaydı, mühendislik bakterilerinin toksik olmayan 1-oktanol türevini üreteceklerini, bunun daha sonra geri kazanılacağını ve kimyasal olarak kullanıma hazır olarak tekrar 1-oktanole dönüştürüleceğini söylüyorlar.
Ekip, sistemlerinin, bakterilerin büyümesini etkilemeden 1-oktanol ürettiğini buldu. Ayrıca, sistemin, türevlendirme aşaması olmayan bir sistemden daha fazla 1-oktanol ürettiğini ki bunların türevin sadece daha az toksik değil, aynı zamanda çevreleyen suda veya çözücüde daha fazla çözünür olması ile de ilgili olduğunu düşünüyorlar.
Jones, “Daha çözünür bir kimyasal, bakterilerin herhangi bir işlemine müdahale etme olasılığının düşük olduğu hücrelerden daha hızlı uzaklaşabilir.” diyor.
Şimdi ekip, programlanmış mikroorganizmalar kullanarak türev oluşturma kavramını gösterdi, türev üretiminden istenen kimyasalın geri kazanılmasına kadar tam bir sistem kurmak istiyorlar.
Bu, süreci iyileştirmelerine ve endüstriyel ortamlarda kullanmak için potansiyel olarak ölçeklendirmelerine yardımcı olacaktır.
Kaynak : scitechdaily.com
