فارمیٹ کو کاربن نیوٹرل بائیو اکانومی کی ریڑھ کی ہڈی کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جو CO2 سے (الیکٹرو) کیمیائی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے اور انزیمیٹک جھرنوں یا انجنیئر مائکروجنزموں کا استعمال کرتے ہوئے ویلیو ایڈڈ مصنوعات میں تبدیل ہوتا ہے۔ مصنوعی شکل کے انضمام کو وسعت دینے میں ایک اہم قدم اس کا فارملڈہائڈ کی تھرموڈینامیکل طور پر پیچیدہ کمی ہے، جو یہاں پیلے رنگ کی تبدیلی کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ کریڈٹ: انسٹی ٹیوٹ آف ٹیریسٹریل مائکروبیولوجی میکس پلانک/جیزل۔
میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ کے سائنسدانوں نے ایک مصنوعی میٹابولک راستہ بنایا ہے جو کاربن ڈائی آکسائیڈ کو فارمی ایسڈ کی مدد سے فارملڈہائیڈ میں تبدیل کرتا ہے، جس سے قیمتی مواد پیدا کرنے کا کاربن غیر جانبدار طریقہ پیش کیا جاتا ہے۔
کاربن ڈائی آکسائیڈ کے تعین کے لیے نئے انابولک راستے نہ صرف فضا میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کی سطح کو کم کرنے میں مدد دیتے ہیں بلکہ یہ دواسازی کی روایتی کیمیائی پیداوار اور کاربن غیر جانبدار حیاتیاتی عمل کے ساتھ فعال اجزاء کو بھی بدل سکتے ہیں۔ نئی تحقیق ایک ایسے عمل کو ظاہر کرتی ہے جس کے ذریعے کاربن ڈائی آکسائیڈ کو بائیو کیمیکل انڈسٹری کے لیے قیمتی مواد میں تبدیل کرنے کے لیے فارمک ایسڈ کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔
گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج میں اضافے کے پیش نظر، بڑے اخراج کے ذرائع سے کاربن کا حصول یا کاربن ڈائی آکسائیڈ کا اخراج ایک اہم مسئلہ ہے۔ فطرت میں، کاربن ڈائی آکسائیڈ کا انضمام لاکھوں سالوں سے جاری ہے، لیکن اس کی طاقت انسانوں کے اخراج کی تلافی کے لیے کافی نہیں ہے۔
انسٹی ٹیوٹ آف ٹیریسٹریل مائکروبیولوجی کے ٹوبیاس ایرب کی قیادت میں محققین۔ میکس پلانک کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ٹھیک کرنے کے لیے نئے طریقے تیار کرنے کے لیے قدرتی اوزار استعمال کرتا ہے۔ انہوں نے اب ایک مصنوعی میٹابولک راستہ تیار کرنے میں کامیابی حاصل کی ہے جو فارمک ایسڈ سے انتہائی رد عمل والے فارملڈہائڈ تیار کرتا ہے، جو کہ مصنوعی فتوسنتھیس میں ایک ممکنہ انٹرمیڈیٹ ہے۔ Formaldehyde بغیر کسی زہریلے اثرات کے دیگر قیمتی مادے بنانے کے لیے متعدد میٹابولک راستوں میں داخل ہو سکتا ہے۔ قدرتی عمل کی طرح، دو اہم اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے: توانائی اور کاربن۔ پہلا نہ صرف براہ راست سورج کی روشنی سے فراہم کیا جا سکتا ہے، بلکہ بجلی سے بھی - مثال کے طور پر، شمسی ماڈیولز۔
ویلیو چین میں، کاربن کے ذرائع متغیر ہوتے ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ یہاں واحد آپشن نہیں ہے، ہم تمام انفرادی کاربن مرکبات (C1 بلڈنگ بلاکس) کے بارے میں بات کر رہے ہیں: کاربن مونو آکسائیڈ، فارمک ایسڈ، فارملڈہائیڈ، میتھانول اور میتھین۔ تاہم، ان میں سے تقریباً تمام مادے انتہائی زہریلے ہیں، دونوں جانداروں (کاربن مونو آکسائیڈ، فارملڈہائیڈ، میتھانول) اور سیارے کے لیے (میتھین بطور گرین ہاؤس گیس)۔ فارمک ایسڈ کو اس کی بنیادی شکل میں بے اثر کرنے کے بعد ہی بہت سے مائکروجنزم اس کی زیادہ مقدار کو برداشت کرتے ہیں۔
"فارمک ایسڈ کاربن کا ایک بہت ہی امید افزا ذریعہ ہے،" مطالعہ کے پہلے مصنف مارین نیٹرمین پر زور دیتے ہیں۔ "لیکن اسے وٹرو میں فارملڈہائڈ میں تبدیل کرنا بہت توانائی کی ضرورت ہے۔" اس کی وجہ یہ ہے کہ فارمیٹ، فارمیٹ کا نمک، آسانی سے فارملڈہائیڈ میں تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ "ان دو مالیکیولز کے درمیان ایک سنگین کیمیائی رکاوٹ ہے، اور اس سے پہلے کہ ہم کوئی حقیقی رد عمل انجام دے سکیں، ہمیں بائیو کیمیکل توانائی - اے ٹی پی کی مدد سے اس پر قابو پانا چاہیے۔"
محققین کا مقصد زیادہ اقتصادی طریقہ تلاش کرنا تھا۔ بہر حال، میٹابولزم میں کاربن کو کھلانے کے لیے جتنی کم توانائی درکار ہوتی ہے، اتنی ہی زیادہ توانائی ترقی یا پیداوار کو تحریک دینے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ لیکن فطرت میں ایسا کوئی طریقہ نہیں ہے۔ ٹوبیاس ایرب کہتے ہیں، "متعدد افعال کے ساتھ نام نہاد ہائبرڈ انزائمز کی دریافت کے لیے کچھ تخلیقی صلاحیتوں کی ضرورت تھی۔ "تاہم، امیدوار انزائمز کی دریافت صرف شروعات ہے۔ ہم ان رد عمل کے بارے میں بات کر رہے ہیں جن کو ایک ساتھ شمار کیا جا سکتا ہے کیونکہ وہ بہت سست ہیں- بعض صورتوں میں، فی سیکنڈ فی انزائم ایک سے بھی کم ردعمل ہوتا ہے۔ قدرتی رد عمل اس شرح سے آگے بڑھ سکتے ہیں جو ہزار گنا تیز ہے۔" یہ وہ جگہ ہے جہاں مصنوعی بایو کیمسٹری آتی ہے، مارین نیٹرمین کہتے ہیں: "اگر آپ کسی انزائم کی ساخت اور طریقہ کار کو جانتے ہیں، تو آپ کو معلوم ہے کہ کہاں مداخلت کرنی ہے۔ اس سے بہت فائدہ ہوا ہے۔"
انزائم کی اصلاح میں کئی طریقے شامل ہیں: خصوصی بلڈنگ بلاک ایکسچینج، بے ترتیب تغیر پیدا کرنا، اور صلاحیت کا انتخاب۔ "فارمیٹ اور فارملڈہائڈ دونوں بہت موزوں ہیں کیونکہ وہ سیل کی دیواروں کو گھس سکتے ہیں۔ ہم سیل کلچر میڈیم میں فارمیٹ کو شامل کر سکتے ہیں، جو ایک انزائم پیدا کرتا ہے جو کہ نتیجے میں آنے والے فارملڈہائیڈ کو چند گھنٹوں کے بعد ایک غیر زہریلے پیلے رنگ میں بدل دیتا ہے،" مارین نے کہا۔ نیٹرمین نے وضاحت کی۔
اتنے کم وقت میں نتائج اعلی تھرو پٹ طریقوں کے استعمال کے بغیر ممکن نہیں تھے۔ ایسا کرنے کے لیے، محققین نے ایسلنگن، جرمنی میں صنعتی پارٹنر فیسٹو کے ساتھ تعاون کیا۔ "تقریباً 4,000 تغیرات کے بعد، ہم نے اپنی پیداوار کو چار گنا بڑھا دیا،" مارین نیٹرمین کہتے ہیں۔ "اس طرح، ہم نے فارمک ایسڈ پر بائیو ٹیکنالوجی کے مائکروبیل ورک ہارس، ماڈل مائکروجنزم E. کولی کی نشوونما کی بنیاد بنائی ہے۔ تاہم، اس وقت، ہمارے خلیے صرف فارملڈہائیڈ ہی پیدا کر سکتے ہیں اور مزید تبدیل نہیں ہو سکتے۔"
انسٹی ٹیوٹ آف پلانٹ مالیکیولر فزیالوجی سے اپنے ساتھی سیباسٹین ونک کے تعاون سے۔ میکس پلانک کے محققین فی الحال ایک ایسا تناؤ تیار کر رہے ہیں جو انٹرمیڈیٹس لے سکتا ہے اور انہیں مرکزی میٹابولزم میں متعارف کرا سکتا ہے۔ اسی وقت، ٹیم انسٹی ٹیوٹ آف کیمیکل انرجی کنورژن میں ایک ورکنگ گروپ کے ساتھ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے فارمک ایسڈ میں الیکٹرو کیمیکل تبدیلی پر تحقیق کر رہی ہے۔ والٹر لیٹنر کی ہدایت کاری میں میکس پلانک۔ طویل المدتی ہدف الیکٹرو بائیو کیمیکل پروسیس کے ذریعے تیار کردہ کاربن ڈائی آکسائیڈ سے لے کر انسولین یا بائیو ڈیزل جیسی مصنوعات تک "ایک سائز کا تمام پلیٹ فارم" ہے۔
حوالہ: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu "فاسفیٹ پر منحصر فارمیٹ کو formaldehyde میں تبدیل کرنے کے لیے ایک نئے جھرنے کی ترقی" Vitro, Levoelnn in Vitro. , Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaiser, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, and Tobias J. Erb, May 9, 2023, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-0238-0238
SciTechDaily: 1998 کے بعد سے بہترین ٹیک خبروں کا گھر۔ ای میل یا سوشل میڈیا کے ذریعے تازہ ترین ٹیک خبروں کے ساتھ اپ ٹو ڈیٹ رہیں۔ > مفت سبسکرپشن کے ساتھ ای میل ڈائجسٹ
کولڈ اسپرنگ ہاربر لیبارٹریز کے محققین نے پایا کہ ایس آر ایس ایف 1، ایک پروٹین جو آر این اے کے سپلائیزنگ کو منظم کرتا ہے، لبلبہ میں الگ ہوجاتا ہے۔