ব্যাকটেরিয়া যেগুলি একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব (SWCNTs) গ্রহণ করে তারা স্বাভাবিক হিসাবে বিভক্ত হতে থাকে এবং এমনকি তাদের বংশধরদের কাছে অতিরিক্ত ক্ষমতা প্রদান করে। এই ফলাফল, যা সম্প্রতি সুইজারল্যান্ডের ইপিএফএল-এর গবেষকদের দ্বারা প্রদর্শিত হয়েছিল, একটি নতুন ক্ষেত্রের ভিত্তি তৈরি করে যাকে তারা "উত্তরাধিকারসূত্রে ন্যানোবিওনিক্স" বলে। গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে পরিবর্তিত ব্যাকটেরিয়া জীবন্ত ফটোভোলটাইক তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে - শক্তি উৎপাদনকারী ডিভাইস যা তারা বলে যে "আমাদের চলমান শক্তি সংকট এবং জলবায়ু পরিবর্তনের বিরুদ্ধে প্রচেষ্টার একটি বাস্তব সমাধান" প্রদান করতে পারে।
SWCNTs হল কার্বনের রোলড-আপ শীট মাত্র এক পরমাণু পুরু, যার মোট ব্যাস প্রায় 1 এনএম। তারা চমৎকার বৈদ্যুতিক, অপটিক্যাল এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নিয়ে গর্ব করে যা তাদের ন্যানোবায়োটেকনোলজির ক্ষেত্রে অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে। গবেষকরা, উদাহরণস্বরূপ, ন্যানোটিউব দ্বারা নির্গত কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে বিপাক নিরীক্ষণের জন্য স্তন্যপায়ী কোষগুলিতে এই ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি স্থাপন করেছেন। নির্গত আলো শরীরের গভীরে জৈবিক টিস্যু চিত্রিত করতে এবং কোষে থেরাপিউটিক ওষুধ সরবরাহ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। উদ্ভিদ কোষে, SWCNT এমনকি জিনোম সম্পাদনা করতে ব্যবহার করা হয়েছে।
SWCNT টেক-আপ প্যাসিভ, দৈর্ঘ্য-নির্ভর এবং নির্বাচনী
নতুন কাজে গবেষকদের নেতৃত্বে ড আরডেমিস বোঘোসিয়ান একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটিন আবরণ দিয়ে SWCNT গুলিকে মোড়ানোর মাধ্যমে শুরু হয়েছিল। ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি তখন তাদের অধ্যয়ন করা ব্যাকটেরিয়া কোষগুলির চারপাশে নেতিবাচক চার্জযুক্ত বাইরের ঝিল্লির সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম হয়েছিল, যা বংশ থেকে আসে Synechocystis এবং নস্টোস. আগেরটি এককোষী এবং গোলাকার এবং পরেরটি বহুকোষী এবং সাপের মতো আকৃতির। উভয়ই গ্রাম-নেতিবাচক ব্যাকটেরিয়া (তথাকথিত কারণ তাদের একটি পাতলা কোষ প্রাচীরের পাশাপাশি একটি অতিরিক্ত বাইরের ঝিল্লি রয়েছে, যার অর্থ তারা গ্রাম দাগ হিসাবে পরিচিত একটি সাধারণ পরীক্ষায় ব্যবহৃত রঞ্জকটিকে ধরে রাখে না) এবং তারা এর অন্তর্গত। সায়ানোব্যাকটিরিয়া ফিলাম এই গ্রুপের ব্যাকটেরিয়া উদ্ভিদের মতো সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে তাদের শক্তি পায়।
Boghossian এবং সহকর্মীরা যে উভয় পাওয়া গেছে Synechocystis এবং নস্টোস একটি নিষ্ক্রিয়, দৈর্ঘ্য-নির্ভর এবং নির্বাচনী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে SWCNTs গ্রহণ করে যা ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে অণুজীবের কোষের দেয়ালে প্রবেশ করতে দেয়। তারা আরও আবিষ্কার করেছে যে ন্যানোটিউবগুলিকে ইনফ্রারেডে খুব স্পষ্টভাবে চিত্রিত করা যেতে পারে কারণ তারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর এই অঞ্চলে ফ্লুরোসেস করে। প্রকৃতপক্ষে, এই আলোক নির্গমন গবেষকদের দেখতে দেয় যে SWCNT গুলি বিভক্ত হওয়ার সময় ব্যাকটেরিয়ার তথাকথিত কন্যা কোষগুলিতে প্রেরণ করা হচ্ছে। কন্যা কোষগুলি এইভাবে ন্যানোটিউবগুলির ব্যতিক্রমী বৈশিষ্ট্যগুলির উত্তরাধিকারী হয়।
কৃত্রিম অঙ্গের মতো
"আমরা একে 'উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত ন্যানোবায়োনিক্স' বলি," বোঘোসিয়ান ব্যাখ্যা করেন। “এটি একটি কৃত্রিম অঙ্গ থাকার মতো যা আপনাকে প্রাকৃতিকভাবে যা অর্জন করতে পারে তার বাইরেও ক্ষমতা দেয়। এবং এখন কল্পনা করুন যে আপনার সন্তানরা যখন জন্মগ্রহণ করবে তখন আপনার কাছ থেকে এর বৈশিষ্ট্যগুলি উত্তরাধিকারী হতে পারে। আমরা শুধু এই কৃত্রিম আচরণের সাথে ব্যাকটেরিয়াই দিইনি, কিন্তু এই আচরণটি তাদের বংশধরদের দ্বারা উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া যায়।"
এবং এটি সব ছিল না: গবেষকরা আরও দেখেছেন যে ন্যানোটিউব-ধারণকারী ব্যাকটেরিয়া ন্যানোটিউব ছাড়া ব্যাকটেরিয়াগুলির তুলনায় আলোতে আলোকিত হলে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি পরিমাণে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। "এই ধরনের 'জীবন্ত ফটোভোলটাইক' কার্বন পদচিহ্ন থেকে উপকারী যা নেতিবাচক - তারা কার্বন ডাই অক্সাইড ছাড়ার পরিবর্তে সক্রিয়ভাবে গ্রহণ করে," বোঘোসিয়ান বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "এটি প্রচলিত ফটোভোলটাইক্সের বিপরীতে, যা আমাদের সর্বাধিক প্রচুর শক্তির উত্স - সূর্য - উত্পাদন পর্যায়ে প্রচুর কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে।" এটি ফটোভোলটাইকের "নোংরা গোপন", সে বলে।
জীবন্ত ফটোভোলটাইকের অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা রয়েছে: আলো শোষণকে অনুকূল করার জন্য তাদের স্বয়ংক্রিয় প্রক্রিয়া রয়েছে; স্ব-মেরামত করতে পারেন; এবং গুরুত্বপূর্ণভাবে, পুনরুত্পাদন করতে পারে, সে যোগ করে। “প্রতিটি পৃথক কোষ তৈরি করার জন্য আপনাকে একটি কারখানা তৈরির বিষয়ে চিন্তা করতে হবে না। এই কোষগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে মেরামত করতে এবং নিজেদের আরও তৈরি করতে কার্বন ডাই অক্সাইড ব্যবহার করে। তারা পৃথিবী-প্রচুর উপকরণের উপর নির্ভর করে এবং সেগুলি সস্তা। এটি একটি পদার্থ বিজ্ঞানের স্বপ্ন।"
প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলি
কাজ, যা বিস্তারিত আছে প্রকৃতি ন্যানো প্রযুক্তি, আলোক সংগ্রহের পাশাপাশি ফ্লুরোসেন্স ইমেজিংয়ের উপর ফোকাস করে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে হাইলাইট করে। "উদাহরণস্বরূপ, ইমেজিং আমাদের কেবল প্রজন্ম জুড়ে কোষগুলিকে ট্র্যাক করার অনুমতি দেয় না, আমরা জীবিত এবং নির্জীব কোষ এবং বিভিন্ন কোষের মধ্যে পার্থক্য করতে এই প্রযুক্তিটি ব্যবহার করতেও সক্ষম হই।" বোঘোসিয়ান বলেছেন।
গ্রাফিন 'ড্রামস' পৃথক ব্যাকটেরিয়া থেকে কম্পন গ্রহণ করে
গবেষকরা এমনকি ন্যানোটিউব দ্বারা নির্গত আলোর জন্য কোষ বিভাজনের পরে ব্যাকটেরিয়া ঝিল্লির বিভিন্ন অংশের গঠন ট্র্যাক করতে পারে এবং কোষের অভ্যন্তরে ভৌত রাসায়নিক পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারে। "এই অ্যাপ্লিকেশনটির বিশেষত্ব হল যে নির্গত আলোটি স্বাভাবিকভাবে কোষ দ্বারা নির্গত আলো থেকে আলাদা, তাই আমাদের এই ধরনের অন্যান্য প্রযুক্তি সীমিত সংকেতগুলিতে হস্তক্ষেপ করার বিষয়ে চিন্তা করতে হবে না," বোঘোসিয়ান বলেছেন।
এইভাবে ব্যাকটেরিয়াতে CNT-কে প্রবর্তন করতে সক্ষম হওয়া থেরাপিউটিকস বা ডিএনএ ডেলিভারিতে নতুন অ্যাপ্লিকেশনের দিকে নিয়ে যেতে পারে যেগুলি আগে ব্যাকটেরিয়া কোষের দেয়াল প্রবেশ করা কঠিন দ্বারা বাধা ছিল।
ইপিএফএল দল এখন তাদের ব্যাকটেরিয়া কোষগুলিকে তাদের ডিএনএ পরিবর্তন করে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য পুনরায় প্রোগ্রাম করার উপায় অধ্যয়ন করছে। "হালকা সংগ্রহকারী জীবগুলি স্বাভাবিকভাবেই বিদ্যুৎ উৎপাদনে খুব বেশি দক্ষ নয়," বোঘোসিয়ান ব্যাখ্যা করেন। "এর কারণ হল তারা প্রকৃতির দ্বারা বেঁচে থাকার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়েছে, ফটোভোলটাইক্স নয়। কৃত্রিম জীববিজ্ঞানের সাম্প্রতিক সম্প্রসারণের সাথে, আমরা এখন এই কোষগুলিকে পুনরায় উদ্দেশ্য করার অবস্থানে রয়েছি যাতে তারা জেনেটিক্যালি বিদ্যুৎ উৎপাদনে ঝুঁকে পড়ে।"
