Format khan als xpits puuch fon en karbon-neutraal bioekonoomii kesiin kewe, woo fon CO2 protutseert kept mit te hilef fon (elektro)kheemixe methoote un konwerteyert kept in weyert-petaytungs protukte mit te hilef fon enzymatixe kaskade ore ingenieur mikroorganismus. En important xrit in te ausxtëlung fon te asimilatsioon fon te sintetixe formaate is sayn thermodynamix komplëks reduktsioon fon formaldehyt, woo hier als en keel farwe ënerung khomt. Kredit: Instituut fer Mikrobioloxii fon te Ëyert Max Planck/Geisel.
Wërter fon te Max Planck Instituut hon en sintetixe metaalixe weech kemacht woo ti kolt xif in formaldehyt umwantelt mit te hilef fon te formixe asiate, was en kolt-neutraal weech kept fer weyertliche materiaale se produseere.
Neue anatoomixe weech fer ti fixierung fon te kolt xif helfe net ploos ti niwele fon te kolt xif in te atmosfera xmayse, awer khëne aach ti tratitsionaale kemiitlich protuktsioon fon farmaceutixe un aktiif ingrëdiënte mit kolt neutraale biolookixe protsese ersetse. Neue forxunge tsayche en protses woo ti formixe asiat penutst kewe khan fer ti kolt xif in en materiaal woo weyert hot fer ti biokimixe induktsioon.
Wën mer ti kreeser emisiioon fon te trekkhaus gases aan nëmt, is ti sekwestratsioon fon kolt ore kolt oxit sekwestratsioon fon kroose emisiioons kweele en presëns theema. In te natuer, is ti asimilatsioon fon te kolt xif xon milioone yoere am paseere, awer sayn kraft is wayt fon te antropogene emisiione kompenseere.
Forxer woo fon Tobias Erb fom Instituut fer Mikrobioloxii fon te Ëyert kefiirt kep sin. Max Planck penutst natierliche aareas fer naye methoote entwikle fer ti kolt xif fixiire. Tii hon xon es keholef en kunstlich metaalixe weech entwikle woo hooch reaktsioons kraft fon formaldehyt fon te formixe asiate produtsiert, en meechlich intermittënt in te kunstlich fotosintesis. Formaldehyt khan direktsioon in fiile metaalixe weech rin keen fer anere weyertliche substanse oone toxixe efekte se forme. Soo wii in een natiirlich protses, sin tswaay haupste ingrëdiënte neetich: enerxii un kolt. Ti eyerxte khëne net ploos torich ti direkte sun licht kewe, awer aach torich ti ëlektrisiteet – tsum payxpiil, ti sun module.
In te weyert ketrënk, sin ti karbon kwel variawel. Koolstof is net ti eensichst optsioon hier, meyer xpreche iwer ale intiwituaale koolstof ferpintunge (C1-Krupe): Kool monoksiit, Formix, Formaldehyt, Methanol un Methan. Awer, neekst al fon tëne substanse sin hooch toxik, soo wii fer ti leewente organisme (kool monoksiit, formaldehyt, metaan) un fer te planet (methan als trekkhaus gas). Es is ploos noo tëm te formixe asiat in sayn basis formaat neutraliseyert kep is, tas fiile mikroorganismus hooche kontitsioone fon tëm tolereere.
“Formix asiat is een aarich hofnungsloos kwel fon kolt”, saat Maren Nattermann, eyerste autoore fon te xtuutium. “Awer, tas in vitro in formaldehyt konwerteyere is aarich enerxii intensiif.” Tas is wayl tas formiat, tas sals fon te formiat, nët laycht in formaldehyt konwerteyert wërt. “Es kept en serioose kemixe xpits puuch tswixe tiise tswaay moleküle, un eep mer en echte reaktsioon aus fiire khëne, mise mer tas mit te hilef fon te biokemixe enerxii – ATP – iwerwinere.”
Tas opjetiiw fon te forxer waar een mee ekonoomixe weech fine. Xliislich, was weenicher enerxii neetich is fer ti kolt in te metabolismus rin pringe, was mee enerxii khan penutst wëre fer te wakstum orer ti protuktsioon stimuleere. Awer es kept khee soo een aat in te natuer. “Ti entwiklung fon soo kaar hibriide enzyme mit fiile funktsioone hot etwas kreatiwiteet ferlangt”, saat Tobias Erb. "Awer, ti entwiklung fon kanditaate enzyme is ploos te aanfang. Meyer xpreche iwer reaktsioone woo tsusamer ketseelt kewe khëne wayl se aarich langsam sin — in etliche fële, kepts weenicher wii een reaktsioon pro sekunt pro enzyme. Ti natiirliche reaktsioone khëne in en xnëlheet foran keen woo tausent mool xnëler is." Tas is woo ti sintetixe biokimii khomt, saat Maren Nattermann: “Wëns tuu ti struktur un te mechanisme fon een enzym weest, weest tuu woos tuu tich in xtele solst, tas hot fiil nutse kep.”
Enzyme optimiseerung hot fiile aanxtrëngunge: spetsiaale pau xteen austausch, randomiseyert mutatsioons generatsioon, un kapasiteet selektsioon. “Soo kaar formaat un formaldehyt sin aarich kuut wayl se ti xëlwer mauer penetreere khëne, un meyer khëne formaat in te xëlcher kultiweyert kewe, was en enzym produtsiert woo tas resultaat fom formaldehyt noo phaar xtune in en net-toxixe keel farwe macht", saat Maren. Natermann hot tas aus keleet.
Resultaate in soo een khorts tsayt teete net meechlich sin oone ti penutsung fon hooche xpiichle methoote. Fer tas se mache, hon ti forxer mit te iwersetsungs partnerxaft Festo in Esslingen, Taytxlant, kexaft. Maren Nattermann saat: “Noo unkefeer 4.000 variatsioone, hon mer unser ërnt fier mool ferkreest. "Soo, hon mer ti basis kemacht fer te wakstum fom modelo mikroorganismus E. coli, te mikroorganismus fon te bioteknolokii, uf em formixe asiat, awer, im momënt, khëne unser xëlcher ploos formaldehyt protutseere un khëne sich net mee transformeere."
In te kooperatsioon mit sayn kolaboratoor Sebastian Wink fom Instituut fer Planse Molekulaar Fisiolokii. Ti forxer fon Max Planck sin yets am en xtam entwikle woo ti intermittënte uf nëme khan un tii in te sentral metabolisme introtuseere khan. In te selwich tsayt, is tas team am forxunge mache iwer ti elektrokheemixe konwersatsioon fon te kolt xif in formixe asiate mit en aarwats krupe im Institut fer Chemixe Enerjii Konwersatsioon. Max Planck unter te lënkung fon Walter Leitner. Tas lang tsayt tsiil is en “eensichste plats” fon te kolt xif woo fon te eletroonixe protsese protutseert kept, pis protukte wii insuliin ore biodiesel.
Referens: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Entwiklung fon en nay kaskade fer ti konwersatsioon fon fosfaat-afhanklich format in vitro un in vivo”, Lennart. , Charlotte Walner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, un Tobias J.
SciTechDaily: Heemecht fon te peste teknolokii naychkheete tsayt 1998. Bleibt uf te hooch tsayt mit te neekste teknoloxii naychkheete torich e-mail orer sosiaale weepe. > E-mail fertiint mit kostenlose abonnement
Ti forxer fon te Cold Spring Harbor Laboratoorium hon kefun tas SRSF1, een proot woo ti RNA xpiichle tuut, is in te pankreas uf kextëlt kep.