دانش نوین مهندسی بیولوژی مصنوعی چیست؟
میکروبهایی مانند مخمرها که معمولا در طبخ نان و شیرینی مورد استفاده قرار میگیرند، امروزه در سایه پیشرفتهای مهندسی ژنتیک در حال تبدیل شدن به منبع نسل آینده سوختهای زیستی هستند.
جی کیزلینگ، استاد مهندسی شیمی دانشگاه کالیفرنیا در برکلی در حال حاضر سرپرستی گروهی از دانشمندان را بر عهده دارد که تلاش میکنند با دستکاری فضای شیمیایی بین باکتریها آنها را به منابعی تبدیل کنند که در آینده از قند، سوخت تولید خواهند کرد.
کیزلینگ در حال حاضر با پیوستن به انستیتو زیست انرژی (JBEI) در حال استفاده از تکنیکهای بیولوژیک مصنوعی موجود در دانش شیمی به مهندسی ژنتیک و بیولوژی مولکولی است تا به این هدف یعنی تولید سوخت با مهار متابولیسمهای میکروبی دست پیدا کند.
موسسه زیست انرژی مشترک یکی از سه مرکز تحقیقاتی است که از سوی دپارتمان انرژی آمریکا به منظور تحقیق و توسعه در زمینه سوختهای زیستی تاسیس شده است.
کیزلینگ که ریاست مرکز تحقیقات مهندسی بیولوژی مصنوعی را عهده دار است، درباره این پروژه خاطر نشان میکند: در بخش عمده مهندس ژنتیک با در اختیار داشتن اجزایی مانند ژنها از طبیعت و استفاده از آنها انجام میشود ، اما طبیعت این اجزا را برای اهداف مختلفی طراحی کرده است.
بنابراین نکته اصلی در دانش بیولوژی مصنوعی در اختیار داشتن اجزایی است که به خوبی سازمان یافته باشند، به طوری که ما بتوانیم به سادگی آنها را برای بیولوژی مهندسی مونتاژ کرده و دستکاریها و اصلاحات ژنتیکی را به شیوهای سادهتر روی آنها اعمال کنیم.
بر اساس این گزارش، بر خلاف اتانول که به میزان زیادی از دانههای گیاهی تولید میشود، این سوختهای زیستی از دیوارههای سلولهای گیاهی تهیه میشوند که منابع بسیار فراوان و نامحدود هستند.
این پژوهشگر در تشریح پروسه تولید سوخت با کمک میکروبها اظهار کرد: انرژی حاصل از خورشید توسط گیاهان و در پلیمرهای طویل قندی از قبیل سلولز و لیگنین یا همی سلولز ذخیره میشود.
این پلیمرها دیوارههای سلول گیاهی را میسازنند. قبل از این که این قندها به سوخت تخمیر شوند باید به قندهای سادهتـر شکسته شوند که این کار با استفاده از آنزیمهای طبیعی موجود در میکروبها امکان پذیر است.
در حال حاضر محققان در تلاش برای تولید آنزیم جدید برای شکستن این قندها هستند تا زمانی شکستن مولکولهای قندی بزرگ به قندهای ساده تر امکان پذیر شود.
کیزلینگ و مهندسان دستیار وی به شیمی بین میکروبها مسلط خواهند شد، به طوری که قند گیاهی را گرفته و آن را به سوخت تبدیل کنند.
وی تاکید میکند: اکثر صنایع سوخت زیستی در گذشته روی اتانول متمرکز بوه اند، در حالی که ما در این پژوهش تلاش میکنیم سوختهایی زیستی را تولید کنیم که دقیقا شبیه به سوختهای بنزینی هستند.
کیزلینگ یادآور شد: آینده بیولوژی مصنوعی بی نهایت درخشان و روشن است و آنچه که ما باید در این زمینه انجام دهیم، آسان سازی مهندسی این نوع فنآوری است تا متخصصان و افراد مناسب در این حوزه بتوانند با یکدیگر کار کنند و با ساخت و به اشتراک گذاشتن قطعات DNA و برنامهریزی مناسب آنها به سیستمهای بزرگتر عملکردی دسترسی پیدا کنند.
