Formatum videri potest quasi spina dorsalis biooeconomiae carbonis neutrae, ex CO2 productum methodis (electro)chemicis et in res valoris additi conversum per cascadas enzymaticas vel microorganismos artificiosos. Gradus magni momenti in amplificanda assimilatione formatis synthetici est reductio formaldehydi thermodynamicē complexa, quae hic apparet ut mutatio coloris flavi. Auctor: Institutum Microbiologiae Terrestris Max Planck/Geisel.
Periti apud Institutum Max Planck viam metabolicam syntheticam creaverunt quae dioxidum carbonis in formaldehydum, acidi formici ope, convertit, modum carbonis neutrum ad materias pretiosas producendas offerentes.
Novae viae anabolicae ad fixationem dioxidi carbonis non solum adiuvant ad gradus dioxidi carbonis in atmosphaera reducendos, sed etiam productionem chemicam traditionalem pharmacorum et ingredientium activorum processibus biologicis carbonis-neutralibus substituere possunt. Nova investigatio processum demonstrat quo acidum formicum adhiberi potest ad dioxidum carbonis in materiam industriae biochemicae pretiosam convertendum.
Ob auctum emissionum gasorum calefacientium, sequestratio carbonii sive sequestratio dioxidi carbonii ex magnis fontibus emissionum res urgens est. In natura, assimilatio dioxidi carbonii iam per milliones annorum fit, sed eius vis longe abest a sufficientia ad compensandas emissiones anthropogenicas.
Investigatores, duce Tobia Erb ex Instituto Microbiologiae Terrestris Max Planck, instrumentis naturalibus utuntur ad novas methodos fixandi dioxidum carbonis excogitandas. Nunc eis successit viam metabolicam artificialem excogitare quae formaldehydum valde reactivum ex acido formico producit, quod intermediarium possibile in photosynthesi artificiali est. Formaldehydum directe in plures vias metabolicas ingredi potest ad alias substantias pretiosas sine ullis effectibus toxicis formandas. Sicut in processu naturali, duo ingredientia principalia requiruntur: energia et carbonium. Primum non solum a luce solis directa, sed etiam ab electricitate praeberi potest – exempli gratia, moduli solares.
In catena valoris, fontes carbonis variabiles sunt. Dioxidum carbonis non sola optio hic est, de omnibus singulis compositis carbonis (elementa C1) loquimur: monoxidum carbonis, acidum formicum, formaldehydum, methanolum et methanum. Attamen, fere omnes hae substantiae valde toxicae sunt, tum organismis viventibus (monoxidum carbonis, formaldehydum, methanolum) tum planetae (methanum ut gas tepidarium). Tantum postquam acidum formicum ad formiatum basicum neutralizatum est, multi microorganismi altas eius concentrationes tolerant.
“Acidum formicum fons carbonii valde promittens est,” Maren Nattermann, prima auctor studii, affirmat. “Sed eius conversio in formaldehydum in vitro magnam energiam consumit.” Hoc fit quia formiatum, sal formiati, non facile in formaldehydum convertitur. “Grave impedimentum chemicum inter has duas moleculas est, et antequam veram reactionem perficere possumus, id ope energiae biochemicae – ATP – superare debemus.”
Propositum investigatorum erat viam oeconomiciorem invenire. Quo enim minus energiae requiritur ad carbonium in metabolismum immittendum, eo plus energiae adhiberi potest ad incrementum vel productionem stimulandam. Sed talis via in natura non exstat. "Inventio enzymorum hybridorum, quae dicuntur, cum functionibus multiplicibus, aliquam ingenii necessitatem requirit," dicit Tobias Erb. "Attamen, inventio enzymorum candidatorum tantum initium est. De reactionibus loquimur quae simul numerari possunt quia tardissimae sunt — in quibusdam casibus, minus quam una reactio per secundum per enzymum est. Reactiones naturales celeritate mille vicibus celeriore procedere possunt." Hic biochemia synthetica intervenit, dicit Maren Nattermann: "Si structuram et mechanismum enzymi nosti, scis ubi intervenire. Magno usui fuit."
Optimizatio enzymorum plures modos implicat: commutationem specialis elementorum aedificandorum, generationem mutationum fortuitarum, et selectionem capacitatis. "Et formiatum et formaldehydum aptissimi sunt quia parietes cellularum penetrare possunt. Formiatum ad medium culturae cellularum addere possumus, quod enzymum producit quod formaldehydum resultantem in tincturam flavam non toxicam post paucas horas mutat," dixit Maren. Nattermann explicavit.
Resultatus tam brevi tempore sine usu methodorum magnae productionis non potuissent fieri. Ad hoc faciendum, investigatores cum socio industriali Festo Esslingae in Germania collaboraverunt. "Post circiter 4000 variationes, proventum nostrum quadruplicavimus," dicit Maren Nattermann. "Ita fundamentum creavimus pro incremento microorganismi exemplaris E. coli, equus operarius microbialis biotechnologiae, in acido formico. Attamen, hoc tempore, cellulae nostrae tantum formaldehydum producere possunt nec ulterius transformare possunt."
Investigatores Max Planck, una cum collaboratore suo Sebastiano Wink ex Instituto Physiologiae Molecularis Plantarum, nunc stirpem evolvunt quae intermedia capere et in metabolismum centralem inducere potest. Simul, turma investigationem de conversione electrochemica dioxidi carbonis in acidum formicum cum grege operario apud Institutum Conversionis Energiae Chemicae agit, sub directione Walteri Leitner. Propositum longi temporis est "platforma omnibus apta" a dioxido carbonis per processus electrobiochemicos producto ad producta ut insulinum vel biodiesel.
Referentiae: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Elaboratio novae cascadae ad conversionem formiati phosphato-dependentis in formaldehydum in vitro et in vivo”, Lennart Nickel, Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, et Tobias J. Erb, 9 Maii 2023, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Domus optimorum nuntiorum technologicorum ab anno 1998. Mane certior de novissimis nuntiis technologicis per inscriptionem electronicam vel instrumenta communicationis socialis. > Summarium inscriptionum electronicarum cum subscriptione gratuita.
Investigatores apud Laboratoria Cold Spring Harbor invenerunt SRSF1, proteinum quod splicing RNA regulat, in pancreate augeri.