سائنسدانوں نے کرنٹ کو سیل کے کیمیائی ایندھن میں تبدیل کرکے حیاتیات کو برقی بنا دیا

تمام جانداروں کے خلیے ایک ہی کیمیائی ایندھن سے چلتے ہیں: اڈینوزین ٹرائیفاسفیٹ (اے ٹی پی)۔ اب، محققین نے براہ راست بجلی سے اے ٹی پی پیدا کرنے کا ایک طریقہ ڈھونڈ لیا ہے، جو بائیوٹیکنالوجی کے عمل کو ٹربو چارج کر سکتا ہے جو کھانے سے لے کر ایندھن تک دواسازی تک ہر چیز کو بڑھاتا ہے۔

حیاتیات کے ساتھ جدید الیکٹرانکس پر مبنی ٹکنالوجی کو انٹرفیس کرنا بدنام زمانہ مشکل ہے۔ ایک بڑی رکاوٹ یہ ہے کہ ان کے چلنے کا طریقہ بہت مختلف ہے۔ جب کہ ہمارے زیادہ تر گیجٹس الیکٹران پر چلتے ہیں، فطرت ATP کے کیمیائی بندھن ٹوٹنے پر جاری ہونے والی توانائی پر انحصار کرتی ہے۔ توانائی کی ان دو بالکل مختلف کرنسیوں کے درمیان تبدیل کرنے کے طریقے تلاش کرنا بہت سی بائیو ٹیکنالوجیز کے لیے مفید ہو سکتا ہے۔

جینیاتی طور پر انجینئرڈ جرثومے پہلے سے ہی مختلف اعلیٰ قیمت والے کیمیکلز اور علاج کے لحاظ سے مفید پروٹین تیار کرنے کے لیے استعمال کیے جا رہے ہیں، اور امید ہے کہ وہ جلد ہی سبزہ پیدا کرنے میں مدد کر سکتے ہیں۔ جہاز کا ایندھنپلاسٹک کے فضلے کو توڑ دیں، اور یہاں تک کہ نئی خوراکیں بھی اگائیں۔ وشال بایوریکٹرز میں. لیکن لمحہ بہ لمحہ، یہ عمل بایوماس کو بڑھنے، اسے شوگر میں تبدیل کرنے، اور اسے جرثوموں کو کھانا کھلانے کے ایک غیر موثر عمل کے ذریعے چلایا جاتا ہے۔

اب، جرمنی میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار ٹیریسٹریل مائیکروبائیولوجی کے محققین نے حیاتیاتی عمل کو طاقت دینے کا ایک بہت زیادہ براہ راست طریقہ وضع کیا ہے۔ انہوں نے ایک مصنوعی میٹابولک راستہ بنایا ہے جو انزائمز کے کاک ٹیل کے ذریعے بجلی کو براہ راست اے ٹی پی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ اور اہم بات یہ ہے کہ یہ عمل کام کرتا ہے۔ وٹرو میں اور خلیات کی مقامی مشینری پر انحصار نہیں کرتا ہے۔

"کیمیکل اور بائیو کیمیکل رد عمل میں براہ راست بجلی فراہم کرنا ایک حقیقی پیش رفت ہے،" ٹوبیاس ایرب، جنہوں نے تحقیق کی قیادت کی، ایک پریس ریلیز میں کہا. "یہ توانائی سے بھرپور قیمتی وسائل جیسے کہ نشاستہ، بائیو فیول، یا سادہ سیلولر بلڈنگ بلاکس سے پروٹین کی ترکیب کو قابل بنائے گا—مستقبل میں کاربن ڈائی آکسائیڈ سے بھی۔ بجلی کی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے حیاتیاتی مالیکیولز کا استعمال بھی ممکن ہے۔

فطرت میں، ATP اور اس کے بہن مالیکیول اڈینوسین ڈائی فاسفیٹ (ADP) کے بارے میں تقریباً بیٹریوں کی طرح سوچا جا سکتا ہے۔ اے ٹی پی ایک چارج شدہ بیٹری کی طرح ہے، جو اپنے کیمیائی بانڈز میں توانائی کو ذخیرہ کرتی ہے۔ اگر کسی خلیے کو اس توانائی کو خرچ کرنے کی ضرورت ہو تو وہ ایک کو توڑ دیتا ہے۔ of مالیکیول کے تین فاسفیٹ گروپس اور اس کیمیائی بانڈ میں جڑی توانائی پھر کچھ سیلولر عمل کو طاقت دے سکتی ہے۔

یہ عمل ATP مالیکیول کو ADP میں تبدیل کرتا ہے، جسے خالی بیٹری کے طور پر سوچا جا سکتا ہے۔ اسے ری چارج کرنے کے لیے، سیل کو خوراک یا فوٹو سنتھیس سے توانائی استعمال کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ فاسفیٹ گروپ کو ADP مالیکیول میں واپس شامل کیا جا سکے، اسے واپس ATP میں تبدیل کیا جا سکے۔

لیکن یہ ری چارجنگ عمل خلیے کی جھلی میں سرایت کرنے والے مختلف پروٹین کمپلیکس پر مشتمل رد عمل کی ایک پیچیدہ ترتیب پر انحصار کرتا ہے۔ خلیے سے باہر کام کرنے کے لیے اس نظام کو دوبارہ انجینئر کرنا ایک مشکل کام ہے کیونکہ اس کے لیے مختلف پروٹینوں کو مصنوعی جھلی میں احتیاط سے مرکوز کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جو اسے نازک اور نازک دونوں بناتی ہے۔

نیا نقطہ نظر، ایک میں بیان کیا گیا ہے کاغذ میں جول, بہت آسان ہے. "AAA سائیکل" کا نام دیا گیا، اس میں حل میں صرف چار انزائمز شامل ہوتے ہیں۔ کلیدی جزو جس نے یہ سب ممکن بنایا وہ ایک انزائم کی دریافت تھی جسے حال ہی میں دریافت ہونے والے بیکٹیریم میں الڈیہائیڈ فیریڈوکسین آکسیڈوریکٹیس (AOR) کہا جاتا ہے۔ ارومیٹوم اروماٹولیم، جو پٹرولیم کو توڑنے کے قابل ہے۔

یہ انزائم ایک الیکٹروڈ سے الیکٹران لینے اور اپنی توانائی کو ایک الڈیہائڈ بانڈ میں باندھنے کے قابل ہے جسے پروپیونیٹ نامی پیشگی کیمیکل میں شامل کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد مزید تین انزائمز کے ذریعے کیسکیڈ کیا جاتا ہے جو کیمیکل پر کام کرتے ہیں اور بالآخر اس میں ذخیرہ شدہ توانائی کو ADP میں ATP میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ آخر میں، ایک پروپیونیٹ مالیکیول پاپ آؤٹ ہوتا ہے جسے پھر سائیکل میں دوبارہ کھلایا جا سکتا ہے۔

"سادہ AAA سائیکل ایک ہوشیار اور خوبصورت طریقہ ہے… جو اس سے کہیں زیادہ آسان ہے کہ حیاتیات قدرتی طور پر ATP کیسے بناتی ہے،‘‘ ڈریو اینڈی، سٹینفورڈ یونیورسٹی میں مصنوعی حیاتیات کے ماہر، بتایا سائنس. انہوں نے مزید کہا کہ یہ "الیکٹرو بائیو سنتھیسز" کو ممکن بنانے کے لیے ایک کلیدی اہل ہو سکتا ہے، یہ خیال بجلی کے استعمال کا خیال ہے تاکہ خلیوں کے ذریعے مفید کیمیکلز کی ترکیب کو براہ راست طاقت حاصل ہو۔

محققین کا کہنا ہے کہ اس عمل کو ابھی بھی کام کی ضرورت ہے، کیونکہ انزائمز غیر مستحکم ہیں اور صرف تھوڑی مقدار میں توانائی کو تبدیل کرنے کے قابل ہیں۔ لیکن اگر اس خیال کو بہتر بنایا جا سکتا ہے اور اس کو بڑھایا جا سکتا ہے، تو یہ قابل تجدید توانائی پر ہر قسم کے طاقتور بائیو ٹیکنالوجی کے عمل کو چلانا ممکن بنا سکتا ہے، جس سے نہ صرف انہیں سرسبز بنایا جائے گا بلکہ نمایاں طور پر وسعت ملے گی۔ing توانائی کی مقدار جس میں وہ استعمال کر سکتے ہیں۔

تصویری کریڈٹ: گونتھر / Pixabay

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ آٹوموٹو / ای وی، کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• چارٹ پرائم۔ ChartPrime کے ساتھ اپنے ٹریڈنگ گیم کو بلند کریں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://singularityhub.com/2023/08/31/in-a-new-biology-electronics-crossover-scientists-used-electricity-to-produce-the-chemical-fuel-of-cells/