कैसे चीनी-प्रेमी रोगाणु भविष्य को आकार देने में मदद कर सकते हैं

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कैसे चीनी-प्रेमी रोगाणु भविष्य को आकार देने में मदद कर सकते हैं

आनुवंशिक रूप से इंजीनियर बैक्टीरिया ग्लूकोज को फैटी एसिड में परिवर्तित कर सकते हैं, जिसे बाद में ओलेफिन नामक हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित किया जा सकता है। इस तरह के बैक्टीरिया को विकसित करने के लिए, वैज्ञानिक पोषक तत्वों (पीले शोरबा) से भरे फ्लास्क में सूक्ष्मजीव जोड़ते हैं और ऑक्सीजन के प्रवाह को प्रोत्साहित करने के लिए एक इनक्यूबेटर में हिलाते हैं, जैसा कि यहां चित्र में दिखाया गया है। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

यह आधुनिक समय के रसायन की तरह लगता है: गैसोलीन में पाए जाने वाले हाइड्रोकार्बन में चीनी का रूपांतरण।


लेकिन वैज्ञानिकों ने ऐसा ही किया है।

अगले अध्ययन में प्रकृति रसायन विज्ञानशोधकर्ताओं ने ग्लूकोज (एक प्रकार की चीनी) को ओलेफिन (एक प्रकार का हाइड्रोकार्बन और गैसोलीन बनाने वाले कई प्रकार के अणुओं में से एक) में परिवर्तित करने के लिए जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान के चमत्कारों का उपयोग करने की सूचना दी है।

इस परियोजना का नेतृत्व बफ़ेलो विश्वविद्यालय में बायोकेमिस्ट ज़ेन क्यू ने किया था। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में वांग और चांग द्वारा किया गया था।

पेपर, जो 22 नवंबर को प्रकाशित होगा, टिकाऊ जैव ईंधन बनाने के प्रयासों में अग्रणी होगा।

ओलेफ़िन में गैसोलीन में अणुओं का एक छोटा प्रतिशत होता है क्योंकि यह वर्तमान में उत्पादित होता है, लेकिन टीम ने जो प्रक्रिया विकसित की है उसे भविष्य में गैसोलीन के अन्य घटकों सहित अन्य प्रकार के हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने के लिए समायोजित किया जा सकता है, वांग कहते हैं। वह यह भी नोट करती है कि ओलेफिन में ईंधन के अलावा अन्य अनुप्रयोग हैं, क्योंकि उनका उपयोग औद्योगिक स्नेहक में और प्लास्टिक बनाने के लिए अग्रदूत के रूप में किया जाता है।

चीनी खाने वाले रोगाणुओं और उत्प्रेरकों का उपयोग करते हुए एक दो-चरणीय प्रक्रिया

अध्ययन को पूरा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने तनाव ग्लूकोज खिलाना शुरू किया इ। कोलाई जो मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक नहीं है।

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बफ़ेलो विश्वविद्यालय में जैविक विज्ञान के सहायक प्रोफेसर जेन वांग सिंथेटिक जीव विज्ञान में माहिर हैं। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

“ये रोगाणु चीनी के दीवाने हैं, हमारे बच्चों से भी बदतर,” वांग ने मजाक किया।

इस इ। कोलाई प्रयोगों को आनुवंशिक रूप से चार एंजाइमों का एक सेट बनाने के लिए इंजीनियर किया गया था जो ग्लूकोज को 3-हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड नामक यौगिकों में परिवर्तित करते हैं। जैसे ही बैक्टीरिया ग्लूकोज को अवशोषित करते हैं, वे फैटी एसिड भी बनाना शुरू कर देते हैं।

परिवर्तन को पूरा करने के लिए, टीम ने रासायनिक प्रक्रिया में फैटी एसिड के अवांछित भागों को काटने के लिए नाइओबियम पेंटोक्साइड (Nb2O5) नामक उत्प्रेरक का उपयोग किया, अंतिम उत्पाद: ओलेफिन का उत्पादन।

वैज्ञानिकों ने परीक्षण और त्रुटि से एंजाइम और उत्प्रेरक की पहचान की है, विभिन्न अणुओं का परीक्षण करके जो स्वयं को गुणों के लिए उधार देते हैं।

यूबी कॉलेज ऑफ बायोलॉजिकल साइंसेज, पीएचडी में एक सहायक प्रोफेसर वांग कहते हैं, “हम जीव विज्ञान में सर्वश्रेष्ठ कर सकते हैं जो रसायन शास्त्र सबसे अच्छा कर सकता है, और हमने इस दो-चरणीय प्रक्रिया को बनाने के लिए उन्हें एक साथ रखा है।” कला और विज्ञान। “इस पद्धति का उपयोग करके, हम सीधे ग्लूकोज से ओलेफिन बनाने में सक्षम थे।”

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    इ। ई. कोलाई का एक प्रकार जो मानव स्वास्थ्य को खतरे में नहीं डालता, पोषक तत्वों से भरपूर फ्लास्क (पीले सूप) में उगता है। एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने आनुवंशिक रूप से ऐसे ई. कोलाई को ग्लूकोज को फैटी एसिड के एक वर्ग में परिवर्तित करने के लिए इंजीनियर किया, जिसे टीम ने बाद में ओलेफिन नामक हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित कर दिया। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

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    इ। ई. कोलाई का एक प्रकार जो मानव स्वास्थ्य को खतरे में नहीं डालता, पोषक तत्वों से भरपूर फ्लास्क (पीले सूप) में उगता है। एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने आनुवंशिक रूप से ऐसे ई. कोलाई को ग्लूकोज को फैटी एसिड के एक वर्ग में परिवर्तित करने के लिए इंजीनियर किया, जिसे टीम ने बाद में ओलेफिन नामक हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित कर दिया। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

ग्लूकोज प्रकाश संश्लेषण से आता है, जो CO . को खींचता है2 हवा से बाहर

“नवीकरणीय संसाधनों जैसे ग्लूकोज से जैव ईंधन बनाने से हरित ऊर्जा प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने की काफी संभावनाएं हैं,” वांग कहते हैं।

“ग्लूकोज पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण द्वारा निर्मित होता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड (CO .) उत्पन्न करता है2) और ऑक्सीजन और चीनी में पानी। तो ग्लूकोज में कार्बन – और फिर ओलेफिन – वास्तव में कार्बन डाइऑक्साइड से होता है जिसे वायुमंडल में छोड़ा गया है, “वांग बताते हैं।

हालांकि, नई पद्धति के लाभों को समझने और यह निर्धारित करने के लिए कि क्या इसे जैव ईंधन या अन्य उद्देश्यों के लिए प्रभावी ढंग से मापा जा सकता है, के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। पहले प्रश्नों में से एक जिसका उत्तर देने की आवश्यकता होगी वह यह है कि ओलेफिन के उत्पादन की प्रक्रिया में कितनी ऊर्जा का उपयोग होता है; यदि ऊर्जा लागत बहुत अधिक है, तो औद्योगिक रूप से व्यवहार्य बनने के लिए प्रौद्योगिकी को अनुकूलित करने की आवश्यकता होगी।

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    बफ़ेलो विश्वविद्यालय में जैविक विज्ञान के सहायक प्रोफेसर जेन वांग सिंथेटिक जीव विज्ञान में माहिर हैं। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

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    बफ़ेलो विश्वविद्यालय में जैविक विज्ञान के सहायक प्रोफेसर ज़ेन वांग के पास ई. कोलाई युक्त एक फ्लास्क है। ई. कोलाई एक स्ट्रेन है जो मानव स्वास्थ्य को खतरे में नहीं डालता है। वांग और उनके सहयोगियों ने दिखाया है कि आनुवंशिक रूप से ई. कोलाई। ई. कोलाई ग्लूकोज को फैटी एसिड के एक वर्ग में परिवर्तित कर सकता है, जिसे बाद में ओलेफिन नामक हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित किया जा सकता है। श्रेय: डगलस लीवर / बफ़ेलो में विश्वविद्यालय

वैज्ञानिक भी पैदावार बढ़ाने में रुचि रखते हैं। वर्तमान में, लगभग 8 ओलेफिन अणुओं का उत्पादन करने में लगभग 100 ग्लूकोज अणु लगते हैं, वांग कहते हैं। वह कॉक्सस्वैन पर ध्यान केंद्रित करते हुए इस अनुपात में सुधार करना चाहती है इ। कोलाई खपत किए गए प्रत्येक ग्राम ग्लूकोज के लिए अधिक 3-हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड का उत्पादन करने के लिए।

अध्ययन के सह-लेखक प्रकृति रसायन विज्ञान वांग शामिल हैं; चांग; हैंग सोंग, पीएचडी, यूसी बर्कले और चीन के वुहान विश्वविद्यालय में; एडवर्ड जे. कोलेस्की, नोरिताका हारा, पीएच.डी. और यूसी बर्कले में यागिन मिन; डी सुंग पार्क, पीएच.डी., गौरव कुमार, पीएच.डी., और पॉल जे. डाउनहाउर, पीएचडी, मिनेसोटा विश्वविद्यालय में (पार्क अब कोरिया रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी में है)।


ग्लूकोज से प्रभावी रूप से फैटी एसिड और जैव ईंधन का उत्पादन करता है


और जानकारी:
जेन वांग, ग्लूकोज से ओलेफिन के उत्पादन के लिए एक दोहरी सेलुलर-विषम उत्प्रेरक रणनीति, प्रकृति रसायन विज्ञान (2021)। डीओआई: 10.1038 / s41557-021-00820-0. www.nature.com/articles/s41557-021-00820-0

बफेलो में विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: 22 नवंबर 2021 को शुगर-लविंग माइक्रोब्स भविष्य की कार (2021, 22 नवंबर) को कैसे मदद कर सकते हैं https://phys.org/news/2021-11-sugar-loving-microbes-power-future-cars। html . से लिया गया

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