Formate yinga voniwa tani hi backbone ya carbon-neutral bioeconomy, leyi humelerisiwaka kusuka eka CO2 hiku tirhisa tindlela ta (electro)chemical naswona yi hundzuriwa eka switirhisiwa swa nkoka lowu engeteriweke hiku tirhisa enzymatic cascades kumbe ti microorganisms leti endliweke hi vunjhiniyara. Goza ra nkoka eka ku ndlandlamuxa assimilation ya synthetic formate i kuhungutiwa ka yona ka thermodynamically complex ka formaldehyde, leswi laha swivonakaka tani hi ku cinca ka muhlovo wotshuka. Xifaniso: Nhlangano wa Switsongwatsongwana swa le Misaveni Max Planck/Geisel.
Van’wasayense va le Max Planck Institute va endle ndlela ya metabolic yo endliwa leyi hundzulaka khaboni-dayokisayidi yi va formaldehyde hi ku pfuniwa hi formic acid, leswi nyikelaka ndlela leyi nga riki na khaboni yo humesa swilo swa nkoka.
Tindlela tintshwa ta anabolic ta ku khoma khaboni-dayokisayidi a ti pfuni ntsena ku hunguta mpimo wa khaboni-dayokisayidi exibakabakeni, kambe ti nga tlhela ti siva vuhumelerisi bya tikhemikhali bya ndhavuko bya mirhi na swiaki leswi tirhaka hi maendlelo ya biological lama nga riki na khaboni. Vulavisisi byintshwa byi kombisa endlelo leri formic acid yinga tirhisiwaka ku hundzula carbon dioxide kuva nchumu wa nkoka eka indasitiri ya ti biochemical.
Loko hi languta ku tlakuka ka ku humesiwa ka tigasi ta greenhouse, ku khomiwa ka khaboni kumbe ku khomiwa ka khaboni-dayokisayidi eka swihlovo leswikulu leswi humesiwaka i mhaka ya xihatla. Eka ntumbuluko, ku hlanganisiwa ka khaboni-dayokisayidi ku ve kona ku ringana timiliyoni ta malembe, kambe matimba ya yona a ma ringanelanga ku hakela ku humesiwa ka swilo leswi vangiwaka hi vanhu.
Valavisisi lava rhangelaka hi Tobias Erb wa Institute of Terrestrial Microbiology. Max Planck u tirhisa switirhisiwa swa ntumbuluko ku tumbuluxa tindlela tintshwa to lulamisa khaboni-dayokisayidi. Sweswi va humelerile ku tumbuluxa ndlela ya metabolic yo endliwa leyi humesaka formaldehyde leyi nga na nhlamulo swinene kusuka eka formic acid, ku nga xiphemu lexi nga vaka kona eka photosynthesis yo endliwa. Formaldehyde yinga nghena hiku kongoma eka tindlela to hlaya ta metabolic kuva yi endla swilo swin’wana swa nkoka handle ka mbuyelo wa chefu. Kufana na endlelo ra ntumbuluko, swiaki swimbirhi leswikulu swa laveka: matimba na khaboni. Xosungula xinga nyikiwa kungari ntsena hi ku vonakala ka dyambu hiku kongoma, kambe na hi gezi – xikombiso, ti modula ta dyambu.
Eka nxaxamelo wa nkoka, swihlovo swa khaboni swa cinca-cinca. Khaboni dayokisayidi ahi yona ntsena ndlela laha, hi vulavula hi swihlanganisi hinkwaswo swa khaboni ha yin’we yin’we (swiaki swa C1): khaboni monokisayidi, formic acid, formaldehyde, methanol na methane. Hambiswiritano, kwalomu ka swilo leswi hinkwaswo swina chefu swinene, eka swivumbiwa leswi hanyaka (carbon monoxide, formaldehyde, methanol) na le ka pulanete (methane tani hi gasi ya greenhouse). Endzhaku kaloko formic acid yi herisiwile kuya eka basic formate ya yona laha ti microorganisms totala ti tiyiselaka nhlayo yale henhla ya yona.
“Formic acid i xihlovo lexi tshembisaka swinene xa khaboni,” ku kandziyisa Maren Nattermann, mutsari wo sungula wa nkambisiso lowu. “Kambe ku yi hundzula yi va formaldehyde in vitro swi lava matimba swinene.” Leswi swivangiwa hikuva formate, munyu wa formate, awu hundzuriwi hiku olova kuva formaldehyde. “Ku na xihinga lexikulu xa tikhemikhali exikarhi ka timolekhuli leti timbirhi, naswona hi nga si endla ku cinca ka xiviri, hi fanele ku xi hlula hi ku pfuniwa hi matimba ya tikhemikhali ta vutomi – ATP.”
Xikongomelo xa valavisisi a ku ri ku kuma ndlela leyi nga ni mali yo tala. Phela, loko ku laveka matimba matsongo leswaku ku phameriwa khaboni eka metabolism, matimba yo tala ma nga tirhisiwa ku hlohlotela ku kula kumbe vuhumelerisi. Kambe a ku na ndlela yo tano eka ntumbuluko. Tobias Erb u ri: “Ku tshuburiwa ka leswi vuriwaka ti- enzyme leti hlanganisiweke leti nga ni mintirho yo tala swi lave vutshila byo karhi.” “Hambiswiritano, ku tshuburiwa ka ti- enzyme leti nga ta va kona i masungulo ntsena. Hi vulavula hi ku angula loku nga hlayiwaka swin’we hikuva ku nonoka swinene—eka swiyimo swin’wana, ku va ni ku angula loku nga ehansi ka yin’we hi sekoni hi enzyme yin’we. Ku angula ka ntumbuluko ku nga ha ya emahlweni hi rivilo leri phindhiweke ka gidi hi ku hatlisa.” Maren Nattermann u ri: “Loko u tiva xivumbeko ni ndlela leyi enzyme yi tirhaka ha yona, u tiva laha u nga nghenelelaka kona.Swi pfune ngopfu.”
Ku antswisiwa ka enzyme swikatsa maendlelo yo hlaya: ku cincana ka swiaki swo hlawuleka, ku tumbuluxiwa ka mutation hi xitshuketa, na ku hlawuriwa ka vuswikoti. "Havumbirhi bya formate na formaldehyde swi lulamerile swinene hikuva swinga nghena eka marhangu ya ti cell. Hinga engetela formate eka cell culture medium, leyi humesaka enzyme leyi hundzulaka formaldehyde leyi humelelaka yiva dayi yo tshwuka leyinga riki na chefu endzhaku ka tiawara nyana," ku vula Maren. Nattermann u hlamuserile.
Vuyelo eka nkarhi wo koma swonghasi a byi nga ta koteka handle ka ku tirhisiwa ka tindlela ta vuhumelerisi bya le henhla. Leswaku va endla leswi, valavisisi va tirhisane ni mutirhi-kulobye wa tiindasitiri Festo eEsslingen, le Jarimani. Maren Nattermann u ri: “Endzhaku ka ku hambana ka kwalomu ka 4 000, hi andzise ntshovelo wa hina ka mune.” "Xisweswo, hi tumbuluxe xisekelo xa ku kula ka xitsongwatsongwana xa xikombiso xa E. coli, hanci ya ntirho ya switsongwatsongwana ya thekinoloji ya swilo leswi hanyaka, eka formic acid. Hambiswiritano, eka nkarhi wa sweswi, tisele ta hina ti nga humesa formaldehyde ntsena naswona a ti nge swi koti ku ya emahlweni ti hundzuka."
Hi ku tirhisana na mutirhisani wa yena Sebastian Wink ku suka eka Institute of Plant Molecular Physiology. Valavisisi va Max Planck sweswi va le ku endleni ka muxaka lowu nga teka swilo swa le xikarhi no swi nghenisa eka metabolism ya le xikarhi. Hi nkarhi lowu fanaka, ntlawa lowu wu endla ndzavisiso eka ku hundzuriwa ka tikhemikhali ta gezi ka khaboni-dayokisayidi ku va formic acid na ntlawa wa ntirho eka Institute of Chemical Energy Conversion. Max Planck ehansi ka nkongomiso wa Walter Leitner. Xikongomelo xa nkarhi wo leha i “pulatifomo ya sayizi yin’we leyi ringanaka hinkwavo” ku suka eka khaboni-dayokisayidi leyi endliwaka hi maendlelo ya tikhemikhali ta gezi ku ya eka switirhisiwa swo fana na insulin kumbe biodiesel.
Xikombo: Maren Nattermann, Sebastian Wenk, Pascal Pfister, Hai He, Seung Hwang Lee, Witold Szymanski, Nils Guntermann, Faiying Zhu “Ku tumbuluxiwa ka cascade leyintshwa ya ku hundzuriwa ka formate leyi titshegeke hi phosphate ku va formaldehyde eka vitro na in vivo”, Lennart Nickel. , Charlotte Wallner, Jan Zarzycki, Nicole Pachia, Nina Gaisert, Giancarlo Francio, Walter Leitner, Ramon Gonzalez, na Tobias J. Erb, hi ti 9 ta Mawuwani 2023, Vuhlanganisi bya Ntumbuluko.DOI: 10.1038/s41467-023-38072-w
SciTechDaily: Kaya ra mahungu ya kahle ya thekinoloji ku sukela hi 1998. Tshama u ri karhi u tiva mahungu ya sweswinyana ya thekinoloji hi ku tirhisa email kumbe social media. > Email digest na xikhokhelo xa mahala
Valavisisi va le Cold Spring Harbor Laboratories va kume leswaku SRSF1, ku nga protein leyi lawulaka ku hlanganisiwa ka RNA, yi upregulated eka pancreas.