Bilim insanları UC San Diego Yeni yayınlanan araştırmaya göre, ahtapotların çevrelerine uyum sağlamasına olanak tanıyan benzersiz bir pigmenti yeniden üretmek için bakterileri başarıyla kullandılar.
Doğada, ahtapotlar ile karışabilir mercan resifleri ve ortamlarındaki diğer özelliklerin yanı sıra, ksantommatin adı verilen bir pigment sayesinde saniyeler içinde yanıp sönen uyarı şeritleri ortaya çıkar.
Şimdi, daha önceki girişimlere göre çok daha yüksek verim elde etmek,arkasındaki ekip çalışmak yakın zamanda yayınlandı Doğa Biyoteknolojisi biyomimetik kimya ve biyomühendislikte önemli bir ilerlemeye işaret ediyor. Ekip, araştırmalarının renk değiştiren boyalardan doğal güneş koruyuculara ve diğer potansiyel yeni teknolojilere kadar gerçek dünyadaki uygulamalara yol açabileceğine inanıyor.
Doğal Bir Kılık Değiştirme Ustası
Ahtapot, kalamar, mürekkepbalığıve diğer kafadanbacaklılar doğal hallerinin bir parçası olarak hızla renk değiştirebilirler kamuflaj yetenek. Derilerinin altındaki özel hücreler, genişleyen veya büzülen doğal pigmentler içerir, bu da bu hayvanların görünümlerini saniyeler içinde değiştirmesine olanak tanır. Ksantomatin bu hayvanlarda görülen turuncu, kırmızı ve kahverengi renklerden sorumlu ana pigmentlerden biridir.
Hükümdar kelebekleri ve yusufçukların da renkli kanatlarında ve vücutlarında ksantommatin bulunur. Doğada yaygın olmasına rağmen, pigmenti laboratuvarda yeniden yaratmak zorlayıcıydı. Geleneksel kimyasal yöntemler litre başına yalnızca birkaç miligram verir, bu da pigmentin yapısı ve olası kullanımları konusundaki araştırmaları sınırlandırır.
Kamuflaj Mühendisliği
Deniz kimyacısı Bradley Moore liderliğindeki UC San Diego ekibi Scripps Oşinografi Enstitüsüaldı biyolojik Bu pigmenti yeniden üretme yaklaşımı. İle çalışmak Novo Nordisk Vakfı Biyosürdürülebilirlik Merkezi Danimarka’da mühendislik yaptılar bakteri büyüme-bağlı biyosentez olarak bilinen bir teknikle ksantommatin üretmek.
Araştırmacılar, bakterilere yeni bir bileşik eklemek yerine, bakterinin hayatta kalmasını ksantomatin üretimine bağlı hale getirdiler. Araştırmacılar özel olarak tasarlanmış bir bakteriyel Büyümek için hem ksantomatin hem de formik asit gerektiren tür. Bakteriler her pigment molekülü ürettiğinde, yan ürün olarak formik asit de üretti. Bu ilave bileşik, hücrenin metabolizmasını beslemede ve işlevini sürdürmede rol oynadı.
Araştırmanın başyazarı ve Stanford Üniversitesi öğretim üyesi Leah Bushin, “İlgi duyulan bileşiğin yapımını sağlayan bu yol boyunca yapılan aktivitenin yaşam için kesinlikle gerekli olmasını sağladık” dedi. “Eğer organizma ksantomatin üretmezse büyümez.”
Hızlı Ölçeklendirme Atılımı
Ortak yazar Adam Feist ve ekibi daha sonra yüzlerce nesil boyunca mikrobiyal genomları ayarlamak ve optimize etmek için otomatik sistemlerden yararlandı. Birkaç gün içinde bakteriler, geleneksel yöntemlere göre 1000 kat daha fazla, litre başına bir ila üç gram arasında pigment üretti.
Bushin, “Laboratuvardaki en iyi günlerimden biriydi” diye hatırladı. “Ertesi sabah geldiğimde işe yaradığını ve çok fazla pigment ürettiğini fark ettiğimde çok heyecanlandım. Böyle anlar, bilimle uğraşmamın nedenidir.”
Bu buluş artık ksantommatin’i gelecekteki araştırmalar ve teknolojik uygulamalar için çok daha erişilebilir hale getiriyor.
Renk Değiştiren Vadeli İşlemler
Ksantommatinin benzersiz özellikleri, biyomimikri uygulaması yoluyla birçok alanda uygulamaya sahip olabilir. Işığa tepki verdiği için pigment, dinamik renkler veya görüntüler sağlayarak fotoelektronik cihazlarda kullanılabilir. Bu teknolojinin potansiyel kullanım alanları, askeriye için uyarlanabilir kamuflajdan, daha sürdürülebilir tekstiller için çevre dostu boyalara kadar uzanmaktadır. Savunma araştırmacıları onun doğal gizlilik potansiyeliyle ilgilenirken, kozmetik şirketleri de cildi güneş ışığına karşı daha iyi koruyabilecek güneş kremleri için UV emici özelliklerini değerlendiriyor.
Feist, “Bu proje, biyolojinin, gelişmiş otomasyon, veri entegrasyonu ve hesaplamaya dayalı tasarım yoluyla değerli bileşiklerin ve malzemelerin sürdürülebilir üretimini mümkün kıldığı bir geleceğe kısa bir bakış sunuyor” dedi.
Moore da aynı fikirde. “İnsanların bir hücreyi nasıl tasarlayacağınıza dair düşüncelerini gerçekten bozduk” dedi. “Bu yeni yöntem, tedarik sorununu çözüyor ve artık bu biyomateryali çok daha geniş çapta kullanılabilir hale getirebilir.”
Biyoimalatçılığı Yeniden Düşünmek
Çalışma, malzemelerin nasıl üretildiğine dair olası bir değişikliğe işaret ediyor. Petrokimyaya güvenmek yerine, biyoimalat Moleküllerden sürdürülebilir malzemeler üretmek için doğal sistemleri kullanabiliriz.
Moore, “Geleceğe baktığımızda insanlar, Dünya üzerindeki sekiz milyar insanın sentetik yaşam tarzını destekleyecek malzemeleri nasıl ürettiğimizi yeniden düşünmek isteyecek” dedi. “Federal finansman sayesinde, insanlar ve gezegen için daha iyi olan, doğadan ilham alan malzemeler tasarlamak için umut verici yeni bir yolun kilidini açtık.”
Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. İşletme Yüksek Lisansı ve İşletme alanında Lisans Diplomasının yanı sıra Veri Analitiği alanında sertifika sahibidir. Çalışmaları analitik eğitimi yeni ortaya çıkan bilim, havacılık ve astronomik araştırmalara odaklanarak birleştiriyor.
Source link
