تبدیل باکتری به کارخانه تولید سوخت

این سوخت زیستی دارای ویژگی های منحصر به فردی از جمله پاک تر بودن، انطباق بیشتر با محیط زیست و امکان ارائه گزینه های متنوع تری در حوزه حمل و نقل  و تولید محصولات؛ است. مطالعات پیشین دانشمندان منجر به شناسائی راهکارهایی برای تبدیل میکروب ها به کارخانه های کوچک ساخت سوخت های زیستی شده بود اما در پژوهش های جدید، مهندسان دانشگاه واشنگتن موفق به بهبود روش فوق و تصفیه آن شده و توانستند با ترکیب سنتزی باکتری های مختلف، سوختی زیستی را تولید کنند که با موتورهای محرکه تطابق بهتری داشته و از نمونه های سوخت زیستی پیشین بسیار کارآمد تر است.

در این روش پاتوژن ویروس قادر به ترکیب شاخه ها با لیپیدها است. این ساختارهای شاخه ای به طرز چشمگیری میزان دمای ذوب لیپید ها را کاهش داده و الکل چرب  دارای زنجیره طولانی را از یک ماده مومی به مایع تبدیل می کند. این ترکیب می تواند به طور موثر تری به عنوان سوخت در دماهای پائین و مناطق سردسیر استفاده شود.

دکتر فو ژونگ ژانگ (Fuzhong Zhang) استادیار دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه واشنگتن در این رابطه گفت: «من در آزمایشگاه خود به توسعه و ساخت سنتز های زیستی با هدف تولید سوخت های زیستی، مواد شیمیایی و ترکیباتی با ساختار مناسب و ویژه می پردازم. در مطالعات پیشین ما توانستیم با موفقیت باکتری E.coli را به گونه ای مهندسی کنیم که برای ساخت و تولید سوخت های زیستی مناسب باشد. در این تحقیقات جدید ما یک گام بزرگ به سمت تولید واقعی این سوخت حرکت کردیم. »

پژوهش های دکتر ژانگ بر مهندسی مسیرهای متابولیک به نحوی بنا شده است که باکتری ها به عنوان کارخانه های تولید سوخت زیستی استفاده شوند. وی در این پژوهش از چند گونه مختلف از جمله پاتوژن های شناخته شده، برای ایجاد قابلیت E.coli سوخت زیستی توسط E.coli استفاده کرد. این سوخت مشتمل برالکل های چرب با زنجیره طولانی long-chain fatty alcohol (BLFL) است که در برابر یخ زدن مقاوم بوده و یک سوخت زیستی مناسب محسوب می شود.

این پژوهشگر درباره روش به کار رفته چنین توضیح می دهد: «ما موفق به طراحی و سپس ساخت یک روش سنتز متابولیکی در داخل باکتری های E.coli شدیم که به سرعت رشد کرده و تکثیر می شوند. برای دستیابی به این نقطه از ژن های سایر گونه ها از جمله Staphylococus aureus, cyanobacteria و باکتری های موجود در خاک (soil bacteria) استفاده کردیم. در ادامه با بهره گیری از روش ویرایش ژنتکی CRISPR  توانستیم ژن هایی را از گونه های مختلف با صفات مطلوب به مسیر اسید چرب E.coli اضافه کنیم. »  

ژانگ و تیم او موفق به ابداع راه حلی برای رفع یک مشکل مهم در تولید سوخت های زیستی شدند. در این روش پاتوژن ویروس قادر به ترکیب شاخه ها با لیپیدها است. این ساختارهای شاخه ای به طرز چشمگیری میزان دمای ذوب لیپید ها را کاهش داده و الکل چرب  دارای زنجیره طولانی را از یک ماده مومی به مایع تبدیل می کند. این ترکیب می تواند به طور موثر تری به عنوان سوخت در دماهای پائین و مناطق سردسیر استفاده شود.

در این مطالعات پژوهشگران با ترکیب ژن گونه های مختلف به E.coli نتایج دیگری را نیز به دست آوردند. به طور معمول، E. coli  نمی تواند هیچ نوع چربی جداگانه ای تولید کند، اما با مسیر متابولیکی مهندسی شده، 75 درصد از E. coli  به سوختهای زیستی تبدیل می شود.

دکتر ژانگ، گام بعدی این تحقیقات را تلاش برای مهندسی متابولیک با هدف تولید سوخت های میکروبی با قابلیت تطبیق صنعتی بیشتر اهلام کرد. در حال حاضر آزمایشگاه وی در حال همکاری با مراکز تحقیقاتی و سایر آزمایشگاه های مرتبط با این حوزه است تا قادر به دستیابی به هدف خود شوند.

ترجمه: احسان محمدحسینی

منبع: m.phys.org

No tags for this post.