تواناتک Tavaanatech
Photo
آنزیم یافت شده در یک باکتری خاکی توسط دانشمندان، پتانسیل تولید برق از هوا و استفاده به عنوان باتری زیستی را دارد.
دانشمندان به‌تازگی یک باکتری موجود در خاک را از نظر ژنتیکی مورد بررسی قرار دارند که قادر است در شرایط خاص، از هیدروژن به عنوان منبع انرژی استفاده نماید. آنها ادعا دارند که آنزیم موجود در این باکتری، می‌تواند امکان تولید برق از هوا را برای انسان فراهم سازد.
تولید برق از هوا؛ واقعیت یا رویاپردازی؟
اگرچه گرفتن انرژی از هوا می‌تواند در نگاه اول کمی عجیب به نظر برسد؛ اما برخی باکتری‌های خاک می‌توانند با جذب مقادیر کم هیدروژن از هوا در شرایط غذایی نامساعد، زنده بمانند. در حقیقت این باکتری‌ها، سالانه ۷۰ میلیون تن از هیدروژن اتمسفر زمین را مصرف کرده و نقش مهمی در چرخه این عنصر ایفا می‌نمایند.
طبق مقاله جدید چاپ شده در نشریه معتبر نیچر، پژوهشگران دانشگاه مانش در استرالیا، تحقیقات خود را روی باکتری با نام علمی «Mycobacterium smegmatis» متمرکز کرده‌اند که از آنزیمی برای مصرف هیدروژن موجود در هوا بهره می‌برد. آنزیم مذکور که هیدروژناز نام دارد، می‌تواند پس از چند دقیقه مجاورت با هیدروژن، جریان الکتریکی تولید نماید و پتانسیل کمک گرفتن از آن برای تامین انرژی دستگاه‌های کوچک، مطرح شده است.
هیدروژن، یکی از ساده‌ترین مولکول‌های هستی است که تنها از دو اتم یکسان تشکیل می‌شود. آنزیم مورد بحث، می‌تواند پیوند میان این دو اتم را بشکند و با آزاد کردن الکترون آنها، جریان برق تولید کند. این الکترون‌ها در داخل سلول داخل مسیر خاصی به نام چرخه انتقال الکترون حرکت می‌کنند که وظیفه اصلی تامین انرژی فعالیت‌های باکتری را برعهده دارد.
شایان ذکر است که در گذشته، تلاش‌های بسیاری برای استفاده از کاتالیزورها جهت بهره‌مندی از هیدروژن موجود در هوا، صورت گرفته بود؛ اما میزان هیدروژن در مقایسه با سایر گازها در اتمسفر زمین، بسیار کم است و غلظت پایین آن، همیشه مانع تولید برق از هوا بوده است. همچنین اکسیژن که یکی از گازهای فراوان در هوا به شمار می‌رود، معمولاً می‌تواند در عملکرد اغلب کاتالیزورهای مصرف‌کننده هیدروژن، تداخل ایجاد نماید و آنها را از کار بیندازد.
دانشمندان برای استخراج آنزیم هیدروژناز از باکتری‌ها، مجبور به تغییر ژن‌های سلول بودند تا بتوانند با افزودن توالی شیمیایی خاصی به آنزیم، امکان جداسازی آن را فراهم سازند. خارج کردن نمونه‌ای مناسب از آنزیم توسط آنها چندان کار آسانی نبوده و سال‌ها به طول کشیده است؛ اما در نهایت موفق شدند آنزیمی با پایداری بالا و دامنه عملکرد در دمای بین ۸۰- یا ۸۰ درجه سانتی‌گراد، بدست آورند.
مطالعات بیشتر روی آنزیم اشاره شده، نشان داد که می‌تواند در غلظت‌های پایین‌تر از هیدروژن اتمسفر زمین هم به فعالیت خود ادامه دهد و مجاورت با اکسیژن نیز تاثیری روی عملکرد طبیعی آن نمی‌گذارد. محققان اشاره دارند که میزان تولید این آنزیم فعلاً در سطح آزمایشگاهی است؛ ولی اگر بتوان آن را به سطوح گرم یا کیلوگرم نزدیک کرد، می‌توان انتظار باتری‌های زیستی پایدار را در آینده داشت که می‌تواند جایگزین گزینه‌های رایج فعلی مثل انرژی خورشیدی شود.
با وجود این که تولید برق از هوا به کمک آنزیم طبیعی امکان‌پذیر شده است؛ اما ضعیف بودن جریان الکتریکی ناشی از آن، موجب می‌شود تا تنها برای تامین انرژی وسایل خاص مثل ساعت‌های ساده و پایشگرهای سلامت کاربرد داشته باشد. تولید حسگرهای زیستی مبتنی بر این آنزیم، می‌تواند به حوزه داغی در آینده تبدیل شود که کاربردهای متعددی را برای بشر فراهم خواهد ساخت.
(به نقل از دیجیاتو)
منبع:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05781-7
#باکتری #انرژی #آنزیم #تولید_برق
@tavaanatech
دانشمندان به‌تازگی یک باکتری موجود در خاک را از نظر ژنتیکی مورد بررسی قرار دارند که قادر است در شرایط خاص، از هیدروژن به عنوان منبع انرژی استفاده نماید. آنها ادعا دارند که آنزیم موجود در این باکتری، می‌تواند امکان تولید برق از هوا را برای انسان فراهم سازد.
تولید برق از هوا؛ واقعیت یا رویاپردازی؟
اگرچه گرفتن انرژی از هوا می‌تواند در نگاه اول کمی عجیب به نظر برسد؛ اما برخی باکتری‌های خاک می‌توانند با جذب مقادیر کم هیدروژن از هوا در شرایط غذایی نامساعد، زنده بمانند. در حقیقت این باکتری‌ها، سالانه ۷۰ میلیون تن از هیدروژن اتمسفر زمین را مصرف کرده و نقش مهمی در چرخه این عنصر ایفا می‌نمایند.
طبق مقاله جدید چاپ شده در نشریه معتبر نیچر، پژوهشگران دانشگاه مانش در استرالیا، تحقیقات خود را روی باکتری با نام علمی «Mycobacterium smegmatis» متمرکز کرده‌اند که از آنزیمی برای مصرف هیدروژن موجود در هوا بهره می‌برد. آنزیم مذکور که هیدروژناز نام دارد، می‌تواند پس از چند دقیقه مجاورت با هیدروژن، جریان الکتریکی تولید نماید و پتانسیل کمک گرفتن از آن برای تامین انرژی دستگاه‌های کوچک، مطرح شده است.
هیدروژن، یکی از ساده‌ترین مولکول‌های هستی است که تنها از دو اتم یکسان تشکیل می‌شود. آنزیم مورد بحث، می‌تواند پیوند میان این دو اتم را بشکند و با آزاد کردن الکترون آنها، جریان برق تولید کند. این الکترون‌ها در داخل سلول داخل مسیر خاصی به نام چرخه انتقال الکترون حرکت می‌کنند که وظیفه اصلی تامین انرژی فعالیت‌های باکتری را برعهده دارد.
شایان ذکر است که در گذشته، تلاش‌های بسیاری برای استفاده از کاتالیزورها جهت بهره‌مندی از هیدروژن موجود در هوا، صورت گرفته بود؛ اما میزان هیدروژن در مقایسه با سایر گازها در اتمسفر زمین، بسیار کم است و غلظت پایین آن، همیشه مانع تولید برق از هوا بوده است. همچنین اکسیژن که یکی از گازهای فراوان در هوا به شمار می‌رود، معمولاً می‌تواند در عملکرد اغلب کاتالیزورهای مصرف‌کننده هیدروژن، تداخل ایجاد نماید و آنها را از کار بیندازد.
دانشمندان برای استخراج آنزیم هیدروژناز از باکتری‌ها، مجبور به تغییر ژن‌های سلول بودند تا بتوانند با افزودن توالی شیمیایی خاصی به آنزیم، امکان جداسازی آن را فراهم سازند. خارج کردن نمونه‌ای مناسب از آنزیم توسط آنها چندان کار آسانی نبوده و سال‌ها به طول کشیده است؛ اما در نهایت موفق شدند آنزیمی با پایداری بالا و دامنه عملکرد در دمای بین ۸۰- یا ۸۰ درجه سانتی‌گراد، بدست آورند.
مطالعات بیشتر روی آنزیم اشاره شده، نشان داد که می‌تواند در غلظت‌های پایین‌تر از هیدروژن اتمسفر زمین هم به فعالیت خود ادامه دهد و مجاورت با اکسیژن نیز تاثیری روی عملکرد طبیعی آن نمی‌گذارد. محققان اشاره دارند که میزان تولید این آنزیم فعلاً در سطح آزمایشگاهی است؛ ولی اگر بتوان آن را به سطوح گرم یا کیلوگرم نزدیک کرد، می‌توان انتظار باتری‌های زیستی پایدار را در آینده داشت که می‌تواند جایگزین گزینه‌های رایج فعلی مثل انرژی خورشیدی شود.
با وجود این که تولید برق از هوا به کمک آنزیم طبیعی امکان‌پذیر شده است؛ اما ضعیف بودن جریان الکتریکی ناشی از آن، موجب می‌شود تا تنها برای تامین انرژی وسایل خاص مثل ساعت‌های ساده و پایشگرهای سلامت کاربرد داشته باشد. تولید حسگرهای زیستی مبتنی بر این آنزیم، می‌تواند به حوزه داغی در آینده تبدیل شود که کاربردهای متعددی را برای بشر فراهم خواهد ساخت.
(به نقل از دیجیاتو)
منبع:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05781-7
#باکتری #انرژی #آنزیم #تولید_برق
@tavaanatech
کاهش سرعت پیر شدن با کاهش سرعت یک آنزیم
یک پژوهش جذاب نشان داده فرایند پیری ما انسان‌ها حداقل در سطح سلولی شبیه به کرم‌ها، موش‌ها و مگس سرکه است!
اتفاق مشابهی در همه این موجودات رخ می‌دهد که به افزایش سن مرتبط است.
در تصویر بالا آن رشته بنفش که مشاهده می‌کنید DNA است و همانطور که می‌دانید حاوی اطلاعات ژنتیکی است. آن قطعه آبی هم نامش RNA polymerase است و آنزیمی است که اطلاعات ژنتیکی را می‌خواند و بر آن اساس، آن رشته قرمز را به نام mRNA تولید می‌کند که محصول آن تولید پروتئین‌ها است.
هنگامی که سن ما بالا می‌رود، دقت برخی از فرایند‌های سلولی کاهش پیدا می‌کند و تا به حال تعداد زیادی از آنها شناسایی شده است. اما اکنون یک پژوهش مهم نشان داده که افزایش سن سبب می‌شود سرعت آن آنزیم RNA polymerase هم افزایش پیدا کند و دقت‌اش کم شود.
نتیجه‌اش این است که هنگام کپی کردن اطلاعات از DNA، میزان اشتباهات افزایش پیدا می‌کند. این رخداد در انسان‌ها، کرم‌ها، موش‌ها و مگس سرکه بررسی و مشخص شد که در همه آنها اتفاق مشابهی می‌افتد.
پژوهش‌های قبلی نشان داده بود که عدم مصرف غذا در برخی ساعات شبانه‌روز و کنترل انسولین سبب افزایش طول عمر می‌شود.
به همین خاطر پژوهشگران به این فکر افتادند که شاید یک تاثیر آن روی سرعت این آنزیم باشد: معلوم شد در موش‌ها با کاهش میزان کالری دریافتی، سرعت حرکت آنزیم کمتر می‌شود.
در بخشی دیگر از پژوهش، آنها روی مگس سرکه و کرم‌ها جهشی ایجاد کردند که سبب می‌شد سرعت RNA polymerase کم شود. در نتیجه طول عمر آنها بین ۱۰ الی ۲۰ درصد افزایش پیدا کرد! وقتی هم که جهش را به حالت قبل برگرداندند، طول عمر آنها مجددا کوتاه شد.
به نظر می‌رسد این یافته، نگاه تازه‌ای در پژوهش‌های مرتبط با طول عمر و پیری ایجاد خواهد کرد و احتمالا می‌توان داروهایی تولید کرد که روی تنظیم سرعت این آنزیم اثر کنند.
(از توییتر: علی‌اصغر هنرمند)
لینک مطلب:
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01040-x
#آنزیم #پیری #پزشکی
@tavaanatech
یک پژوهش جذاب نشان داده فرایند پیری ما انسان‌ها حداقل در سطح سلولی شبیه به کرم‌ها، موش‌ها و مگس سرکه است!
اتفاق مشابهی در همه این موجودات رخ می‌دهد که به افزایش سن مرتبط است.
در تصویر بالا آن رشته بنفش که مشاهده می‌کنید DNA است و همانطور که می‌دانید حاوی اطلاعات ژنتیکی است. آن قطعه آبی هم نامش RNA polymerase است و آنزیمی است که اطلاعات ژنتیکی را می‌خواند و بر آن اساس، آن رشته قرمز را به نام mRNA تولید می‌کند که محصول آن تولید پروتئین‌ها است.
هنگامی که سن ما بالا می‌رود، دقت برخی از فرایند‌های سلولی کاهش پیدا می‌کند و تا به حال تعداد زیادی از آنها شناسایی شده است. اما اکنون یک پژوهش مهم نشان داده که افزایش سن سبب می‌شود سرعت آن آنزیم RNA polymerase هم افزایش پیدا کند و دقت‌اش کم شود.
نتیجه‌اش این است که هنگام کپی کردن اطلاعات از DNA، میزان اشتباهات افزایش پیدا می‌کند. این رخداد در انسان‌ها، کرم‌ها، موش‌ها و مگس سرکه بررسی و مشخص شد که در همه آنها اتفاق مشابهی می‌افتد.
پژوهش‌های قبلی نشان داده بود که عدم مصرف غذا در برخی ساعات شبانه‌روز و کنترل انسولین سبب افزایش طول عمر می‌شود.
به همین خاطر پژوهشگران به این فکر افتادند که شاید یک تاثیر آن روی سرعت این آنزیم باشد: معلوم شد در موش‌ها با کاهش میزان کالری دریافتی، سرعت حرکت آنزیم کمتر می‌شود.
در بخشی دیگر از پژوهش، آنها روی مگس سرکه و کرم‌ها جهشی ایجاد کردند که سبب می‌شد سرعت RNA polymerase کم شود. در نتیجه طول عمر آنها بین ۱۰ الی ۲۰ درصد افزایش پیدا کرد! وقتی هم که جهش را به حالت قبل برگرداندند، طول عمر آنها مجددا کوتاه شد.
به نظر می‌رسد این یافته، نگاه تازه‌ای در پژوهش‌های مرتبط با طول عمر و پیری ایجاد خواهد کرد و احتمالا می‌توان داروهایی تولید کرد که روی تنظیم سرعت این آنزیم اثر کنند.
(از توییتر: علی‌اصغر هنرمند)
لینک مطلب:
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01040-x
#آنزیم #پیری #پزشکی
@tavaanatech