Şeker Seven Mikroplar Gelecekteki Arabalara Nasıl Güç Sağlar?
Fotoğraf 1 : Genetiği değiştirilmiş bakteriler, glikozu bir yağ asidine dönüştürebilir ve daha sonra olefin adı verilen hidrokarbonlara dönüştürülebilir. Bu tür bakterileri büyütmek için bilim insanları, mikropları besinlerle (sarı et suyu) dolu şişelere ekler ve burada gösterildiği gibi oksijen akışını teşvik etmek için bir inkübatör kullanmakta. Douglas Levere / Buffalo Üniversitesi
Kulağa günümüz simyası gibi geliyor: Şekeri benzinde bulunan hidrokarbonlara dönüştürmek. Bilim insanları tam olarak bunu yaptı.
Nature Chemistry’de yapılan çalışmada araştırmacılar, glikozu (bir tür şeker) olefinlere (bir tür hidrokarbon ve benzini oluşturan çeşitli molekül türlerinden biri) dönüştürmek için biyoloji ve kimya harikalarından yararlandılar.
Proje, Buffalo Üniversitesi’nden biyokimyacılar Zhen Q. Wang ve Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Michelle C. Y. Chang tarafından yönetildi.
Kasım ayında yayınlanan makale, sürdürülebilir biyoyakıt yaratma çabalarında ilerlemeye işaret ediyor.
Wang, olefinlerin şu anda üretildiği gibi benzindeki moleküllerin küçük bir yüzdesini oluşturduğunu, ancak ekibin geliştirdiği sürecin gelecekte benzinin diğer bazı bileşenleri de dahil olmak üzere diğer hidrokarbon türlerini de üretecek şekilde ayarlanabileceğini söylüyor. Ayrıca, olefinlerin endüstriyel yağlayıcılarda ve plastik yapımında öncü olarak kullanıldıkları için yakıt dışı uygulamalara sahip olduklarını da belirtiyor.
Şeker Yiyen Mikroplar Ve Katalizör Kullanarak İki Aşamalı Bir Süreç
Çalışmayı tamamlamak için araştırmacılar, insan sağlığı için tehlike oluşturmayan E. coli suşlarını glikoz ile besleyerek başladılar.
Fotoğraf 2 : Buffalo Üniversitesi biyolojik bilimler yardımcı doçenti Zhen Wang, sentetik biyoloji alanında uzmandır.
Wang, “Bu mikroplar şeker bağımlıları, çocuklarımızdan bile beter” diye şaka yapıyor.
Deneylerdeki E. coli, glikozu 3-hidroksi yağ asitleri adı verilen bileşiklere dönüştüren dört enzimden oluşan bir paket üretmek üzere genetik olarak tasarlandı. Bakteriler glikozu tükettikçe yağ asitlerini de üretmeye başladılar.
Dönüşümü tamamlamak için ekip, niyobyum pentoksit (Nb2O5) adı verilen bir katalizör kullanarak yağ asitlerinin istenmeyen kısımlarını kimyasal bir işlemde parçalayarak nihai ürünü, yani olefinleri oluşturdu.
Bilim insanları, enzimleri ve katalizörü deneme yanılma yoluyla tanımladılar ve farklı özelliklere sahip molekülleri test ettiler.
Buffalo Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi’nde yardımcı doçent olan Wang, “biyolojinin en iyi yapabilecekleriyle kimyanın en iyisini birleştirdik ve bu iki aşamalı süreci oluşturmak için bir araya getirdik” diyor. “Bu yöntemi kullanarak doğrudan glikozdan olefinler yapabildik.”
Fotoğraf 3 : İnsan sağlığını tehlikeye atmayan bir E. coli türü, besinlerle dolu bir şişede (sarı et suyu) büyür. Araştırmada bilim insanları, glikozu bir yağ asidi sınıfına dönüştürmek için genetik olarak bu tür E. coli’yi tasarladılar ve daha sonra olefin adı verilen bir hidrokarbona dönüştürdü.
Glikoz, CO2’yi havadan çeken fotosentezden gelir
Wang, “Glikoz gibi yenilenebilir kaynaklardan biyoyakıt yapmak, yeşil enerji teknolojisini ilerletmek için büyük bir potansiyele sahip” diyor.
“Glikoz, bitkiler tarafından fotosentez yoluyla üretilir, bu da karbondioksiti (CO2) ve suyu oksijene ve şekere dönüştürür. Bu yüzden glikozdaki karbon -ve daha sonra olefinler- aslında atmosferden çekilen karbondioksitten geliyor “diye açıklıyor.
Bununla birlikte, yeni yöntemin faydalarını ve biyoyakıt üretimi için veya başka amaçlar için verimli bir şekilde ölçeklendirilip büyütülebileceğini anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Cevaplanması gereken ilk sorulardan biri, olefin üretim sürecinin ne kadar enerji tükettiğidir; enerji maliyeti çok yüksekse, teknolojinin endüstriyel ölçekte pratik olması için optimize edilmesi gerekecektir.
Bilim insanları verimi arttırmakla da ilgileniyorlar. Wang, şu anda yaklaşık 8 olefin molekülü üretmek için 100 glikoz molekülü gerektiğini söylüyor. Tüketilen her gram glikoz için daha fazla 3-hidroksi yağ asidi üretmek üzere E. coli’yi odaklayarak bu oranı iyileştirmek istiyor.
Kaynak : phys.org
