باکتری که حلقه‌های کربنی تولید می‌کند

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا از CalTech، آنزیم‌های باکتریایی مهندسی‌شده دسترسی آسان به ساختارهای مولکولی متناسب را، که به ندرت در طبیعت یافت می‌شوند، فراهم می‌کنند. دانشمندان کل‌تک موفق به ساخت سلول‌های باکتریایی شده‌اند که حلقه‌های کربنی کوچک اما پرانرژی را تولید می‌کند؛ این سلول‌ها مواد اولیه مناسبی برای ساخت مواد و ترکیبات شیمیایی دیگر هستند. با وجود این که آماده‌سازی این حلقه‌ها کار بسیار دشواری است اما حالا می‌توان آنها را تخمیر کرد.

این باکتری‌ها توسط محققان دانشگاه کل‌تک در آزمایشگاه فرانسس آرنولد، پروفسور مهندسی شیمی و بیوشیمی، ساخته شده است. این محققان از روش تکامل مستقیم استفاده کرده‌اند که آرنولد در دهه 1990 آن را توسعه داده بود.

این تکنیک به دانشمندان اجازه می‌دهد که سریع و راحت باکتری‌هایی با ویژیگی‌های دلخواهشان تولید کنند. پیش از این آرنولد از این روش برای تولید باکتری استفاده کرده بود که پیوندهای کربن «بور» و کربن سیلیکون ایجاد می‌کردند؛ این پیوندها در هیچ ارگانیسمی در طبیعت یافت نمی‌شوند.

محققان با استفاده از روش مشابهی، توانستند حلقه‌های کربنی کوچکی تولید کنند که به‌ندرت در طبیعت پیدا می‌شود.

آرنولد در این بار می‌گوید: «باکتری‌ها حالا می‌توانند این ساختارهای آلی، پرانرژی و همه‌کاره را از خود تولید کنند. با آنزیم‌های که در آزمایشگاه توسعه داده‌ایم، میکروب‌ها قادر به تولید حلقه‌هایی با پیکربندی محکم هستند؛ کاری که برای دانشمندان بسیار دشوار است».

دانشمندان در مقاله‌ای توضیح داده‌اند که چگونه موفق شدند باکتری ای‌کولای را مجبور به تولید باسیکلویوتانس، گروهی از مواد شیمیایی که شامل چهار اتم کربن به شکل دو مثلث منظم هستند، کرده‌اند. برای درک بهتر آرایش این ماده، یک کاغذ مربع شکل را تصور کنید که به شکل مورب بریده شده است.

ساخت باسیکلویوتانس دشوار است چرا که پیوندهای بین اتم‌های کربن در زوایایی خم شده‌اند که تحت فشار زیادی قرار دارند. تلاش برای برهم زدن شکل طبیعی این پیوندها انرژی زیادی می‌خواهد و اگر شرایط سنتز درست نباشد، می‌تواند منجر به تولید محصولات جانبی ناخواسته شود.

اما فشاری که باعث تولید باسیکلویوتانس می‌شود بسیار مفید است. پیوندهای خم‌شده مانند فنرهای بسیار فشرده عمل می‌کنند: انرژی زیادی ذخیره می‌کنند که می‌توانند مانند واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کند. این امر باسیکلویوتانس را تبدیل به ماده مناسبی برای ساخت داروها، مواد شیمیایی کشاورزی و مواد دیگر می‌کند.

مترجم‌: هانا حیدری