رفتن به مطلب

پالايشگاهي درون باكتري


ارسال های توصیه شده

پالايشگاهي درون باكتري

دستاوردهاي تازه سوخت هاي زيستي

 

مترجم: عبدالله مصطفايي

 

اگر به دور و بر خود توجه كنيم مي توانيم ببينيم كه باكتري ها مسوول اكثر مسموميت هاي غذايي در جهان هستند. براي مثال در مورد آلودگي گوشت مي توانيد مقاله «نگاهي به شيوه هاي مقابله با آلودگي گوشت در كشورهاي پيشرفته» در روزنامه اعتماد مورخ 6/11/88 را مطالعه كنيد.

 

با اين وجود دانشمندان توانسته اند باكتري ها را به كارخانه هاي بيولوژيك براي توليد مواد شيميايي، داروها و به تازگي نيز پالايشگاه سوخت تبديل كنند. آقاي «كيسلينگ» دانش آموخته مهندسي شيمي در دانشگاه كاليفرنيا در بركلي است. او و همكارانش با دستكاري ژنتيكي باكتري اشريشيا كلي (E.coli) توانسته اند از شكر موجود در گياهان، سوخت بيوديزل و ديگر انواع هيدروكربن ها را توليد كنند. قابل ذكر است كه اين باكتري در روده موجودات زنده به وفور وجود دارد. نتايج اين تحقيق در نشريه «نيچر» مورخ 28 ژانويه 2010 چاپ شده است. «كيسلينگ» در اين باره مي گويد: «ما ژن هايي را به خدمت گرفتيم كه مي توانند بيوديزل (استرهاي اسيد چرب و بيواتانول) را مستقيماً توليد كنند.» او مي افزايد: «اين سوخت را كه توسط باكتري «اي كلي» توليد شده است، مي توان مستقيم مورد استفاده قرار داد. اين در حالي است كه چربي ها و روغن هاي حاصل از گياهان در روش هاي سابق را بايد ابتدا استري كرد و سپس به مصرف رساند.» احتمالاً نكته مهم تر آن است كه محققان، ژن هايي را وارد اين باكتري كرده اند كه امكان ترشح آنزيم هايي را فراهم مي آورد كه مي توانند تركيبات پيچيده تر مانند سلولز (همي سلولز) گياهان را شكسته و شكر مورد نياز اين فرآيند را توليد كنند. «كيسلينگ» معتقد است: «اين ارگانيسم مي تواند سوخت را از شكرهاي خيلي ارزان تر مثل مواد سلولزي نيز توليد كند.»

 

اين باكتري مستقيماً بيوديزل ترشح مي كند به نحوي كه بر بالاي مخزن تخمير شناور مي شود و ديگر به فرآيندهايي مثل تقطير و ديگر امور خالص سازي نيازي نيست چون مثلاً در بيوديزل حاصل از جلبك بايد به هر نحو ممكن، ابتدا سلول را بشكنيد تا روغن آن خارج شود. (علاقه مندان به سوخت حاصل از جلبك مي توانند به مقاله مزيت هاي استفاده از جلبك براي توليد انرژي در روزنامه اعتماد مورخ 10/5/1388 مراجعه كنند.) لازم به ذكر است مبحث تبديل «اي كلي» به پالايشگاه توليد بيوديزل سلولزي، در گروه علم «زيست شناسي سنتزي» دسته بندي مي شود. براي اين كار «كيسلينگ» و همكارانش از باكتري هاي «Clostridium Stercorarium» و «Bacteroides Ovatus» كه در خاك و روده موجودات گياه خوار به فراواني وجود دارند، ژن هايي توليد كردند كه مي توانند آنزيم هاي مورد نياز براي شكستن سلولز را تحصيل كنند. اين تيم سپس يك كد ژنتيكي خارجي را نيز به صورت يك آمينواسيد با رشته كوتاه، به باكتري داخل كردند تا به سلول هاي متحول شده «اشريشيا كلي» سيستمي را القا كند كه سلولز گياهي را به شكر تبديل كرده و باكتري نيز اين شكر را به بيوديزل بدل سازد.

 

اين فرآيند براي توليد هيدروكربن هايي با حداقل 12 كربن مناسب است كه براي سوخت ديزل و حتي سوخت جت مناسب است ولي براي سوختي مثل بنزين كه كربن هاي كمتري دارد، مناسب نيست. «كيسلينگ» متذكر مي شود: «در بنزين هيدروكربن هاي كوتاه تر مثلاً با هشت كربن و شاخه جانبي زياد وجود دارد ولي ديزل و سوخت جت از هيدروكربن هاي با رشته بزرگ تر و شاخه هاي كمتر تشكيل شده اند. البته راه هايي براي توليد بنزين در اين سيستم نيز وجود دارد كه ما در حال تحقيق روي اين فناوري ها هستيم.»

 

گذشته از اين مسائل، كشور امريكا به تنهايي سالانه بالغ بر 530 ميليارد ليتر بنزين را به مصرف مي رساند و اين عدد در مقابل مصرف 5/7 ميليارد ليتري بيوديزل است. اين محقق قبلاً محاسبه كرده بود كه اگر حدود 5/40 ميليون هكتار از اراضي اين كشور به زير كشت گياه «ميسكانتوس گيگانتيوس» (يك گياه آسيايي با ارتفاع بيش از سه متر) برود و از اين ميكروب هاي دستكاري شده ژنتيكي نيز استفاده شود، مي توان تمامي سوخت مورد نياز بخش حمل و نقل امريكا را توليد كرد. البته اين اراضي فقط يك چهارم اراضي مستعد امريكا را تشكيل مي دهد. باكتري «اشريشيا كلي» محتمل ترين گزينه براي چنين اموري است چون ارگانيسمي است كه بيشترين پژوهش روي آن صورت گرفته و مقاوم ترين گزينه نيز به شمار مي رود. «كيسلينگ» مي گويد: «اين باكتري به خوبي دستكاري هاي ژنتيكي را تحمل كرده و قابليت هاي خيره كننده اي دارد چون همه ارگانيسم ها براي حيات به اسيدهاي چرب در غشاي سلولي نياز دارند و اگر شما قسمتي از اين اسيد چرب را برداريد، آنها مشغول بيوسنتز اسيد چرب مي شوند تا اين كاهش را جبران كنند.» البته سرعت رشد باكتري اشريشيا كلي نيز زياد است مثلاً سرعت تكثير آن سه برابر سرعت تكثير مخمر و 50 برابر مايكوپلاسما و 100 برابر ميكروب هاي كشاورزي است. آقاي «چرچ» متخصص ژنتيك در دانشكده پزشكي هاروارد است. البته او در اين تحقيق شركت نداشته است ولي بيان مي دارد: «اين باكتري مي تواند در شوينده ها يا حتي بنزين نيز زنده بماند ولي بسياري از موجودات زنده قادر به اين كار نيستند. به علاوه دستكاري آن نيز نسبتاً آسان است. ضمناً سريعاً مي توان اين باكتري را به كارخانه اي براي توليد مواد آلي بدل كرد. اين باكتري به شما قدرت مي دهد به توليد هر نوع ماده آلي در سيستم هاي بيولوژيكي فكر كنيد.»

 

در اينجا اين ايده وجود دارد كه بيوديزل به صورت ناپيوسته و از يك كلني خاص و براساس قابليت طبيعي اين باكتري توليد شود و پس از توليد سوخت آن، باكتري معدوم شود و يك كلني ديگر به كار گرفته شود. «كيسلينگ» علت اين كار را «به حداقل رساندن احتمال جهش ژنتيكي در يك ميكروب» مي داند تا به اين وسيله بتوان از زنده ماندن باكتري و فرار آن و تاثيرات بعدي آن جلوگيري كرد.

 

البته اين فرآيند در مقايسه با ديگر فرآيندها، مناسب ترين روش براي توليد سوخت زيستي به شمار نمي رود چون به صورت تئوريك فقط مي تواند از10 درصد شكر بهره برداري كند. «كيسلينگ» مي گويد: «زماني كه به عدد 80 تا 90 درصد دست يابيم، آنگاه اين فرآيند تجاري مي شود. به علاوه ما نيز تصميم داريم در مقياس بالااين كار را انجام دهيم مثلاً توليد را در مخازن صد هزار ليتري به انجام برسانيم تا بتوان سوخت زيستي ميكروبي را باور كرد.» با اين وجود در همين شرايط نيز چندين شركت همانند شركت Ls9 و Gevo و نيز شركت Amyris Biotechnologies (كه توسط «كيسلينگ» پايه گذاري شده است) مشغول فعاليت روي توليد اين سوخت در مقياس هاي زياد هستند.

 

ScientificAmerican، Jan.2010

 

 

 

روزنامه شرق ، شماره 1040 به تاريخ 27/5/89، صفحه 12 (علم)

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...