Chung

Các nhà khoa học Kỹ sư vi khuẩn tạo ra những chiếc vòng đóng gói năng lượng

Các nhà khoa học Kỹ sư vi khuẩn tạo ra những chiếc vòng đóng gói năng lượng


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Các nhà khoa học của Caltech đã chế tạo ra vi khuẩn có thể tạo ra các cấu trúc carbon nhỏ nhưng chứa đầy năng lượng, dùng làm điểm khởi đầu cho việc tạo ra các vật liệu khác. Những cấu trúc phân tử khó chế tạo này có hình dạng vòng hiện nay có thể được "ủ" tương tự như bia.

Tiến hóa có định hướng được sử dụng để bắt chước tự nhiên

Các enzym vi khuẩn được lai tạo trong phòng thí nghiệm của Linus Pauling, Giáo sư Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Sinh học và Hóa sinh Frances Arnold của Caltech. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu của Arnold đã sử dụng một kỹ thuật mà bà đã phát triển vào những năm 1990 được gọi là tiến hóa có định hướng.

Kỹ thuật này cho phép các nhà khoa học lai tạo vi khuẩn với những đặc điểm mà họ mong muốn và hiếm khi hoặc không có trong tự nhiên. Trong các thử nghiệm trước đây, phòng thí nghiệm của Arnold đã sử dụng kỹ thuật này để sản xuất vi khuẩn tạo ra liên kết carbon-silicon và carbon-boron, những liên kết mà trước đây chỉ có con người tạo ra.

Arnold cho biết: “Vi khuẩn giờ đây có thể tạo ra các cấu trúc hữu cơ đa năng, giàu năng lượng này. "Với các enzym mới được phát triển trong phòng thí nghiệm, vi khuẩn tạo ra các vòng căng thẳng có cấu hình chính xác mà các nhà hóa học phải vật lộn để tạo ra."

Nghiên cứu đã được công bố trong một bài báo có tựa đề "Cấu tạo Enzym của các xe máy có sức căng cao" trên số ra ngày 5 tháng 4 củaKhoa học. Bài báo mô tả cách các nhà nghiên cứu dụ dỗEscherichia colivi khuẩn vào tạo bicyclobutan.

Theo Caltech, không giống như các vòng cacbon khác, bicyclobutan không phổ biến trong tự nhiên có thể là do “tính không ổn định cố hữu hoặc thiếu các máy móc sinh học phù hợp để lắp ráp chúng”. Tuy nhiên, phòng thí nghiệm của Arnold hiện đã chỉ ra rằng “vi khuẩn có thể được lập trình lại di truyền để tạo ra bicyclobutan từ nguyên liệu ban đầu thương mại đơn giản”.

Một con đường mới cho vi khuẩn được giới thiệu

Nghiên cứu sinh Kai Chen, tác giả chính của bài báo cho biết: “Trước sự ngạc nhiên của chúng tôi, các enzym có thể được thiết kế để tạo ra một cách hiệu quả những vòng cacbon điên rồ như vậy trong điều kiện môi trường xung quanh. "Đây là lần đầu tiên có người đưa ra một con đường không có nguồn gốc để vi khuẩn tạo ra những cấu trúc năng lượng cao này."

Caltech báo cáo rằng Chen và nhóm của ông đã “thực hiện điều này bằng cách cho vi khuẩn một bản sao của gen mã hóa một loại enzyme gọi là cytochrome P450. Enzyme này trước đây đã được biến đổi thông qua quá trình tiến hóa có định hướng bởi phòng thí nghiệm Arnold và những người khác để tạo ra các phân tử chứa các vòng nhỏ gồm 3 nguyên tử cacbon — về cơ bản là một nửa của nhóm bicyclobutan.

Postdoc và thành viên phòng thí nghiệm của Arnold, Xiongyi Huang cho biết: "Cái hay là một môi trường hoạt động được xác định rõ ràng đã được tạo ra trong enzyme để tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho việc hình thành các phân tử năng lượng cao này."

Postdoc và thành viên phòng thí nghiệm của Arnold, Jennifer Kan nói thêm rằng những tiến bộ như thế này có thể thúc đẩy hóa học theo “hướng xanh hơn”. "Trong tương lai, thay vì xây dựng các nhà máy hóa chất để tạo ra các sản phẩm chúng ta cần để cải thiện cuộc sống, sẽ thật tuyệt nếu chúng ta có thể lập trình vi khuẩn để tạo ra những gì chúng ta muốn?" cô ấy nói.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, Viện Y tế Quốc gia và Trung tâm Kỹ thuật Sinh học Donna và Benjamin M. Rosen.


Xem video: KHÁM PHÁ Những Nét QUÝ TƯỚNG Của Người Thành Công Có Số Làm Quan To Thiên Mệnh Rực Sáng (Có Thể 2022).