به گزارش ثریا - تیمی به سرپرستی «کارولین آجو-فرانکلین»(Caroline Ajo-Franklin) زیستشناس «دانشگاه رایس»(Rice) دریافته است که چگونه برخی از باکتریها با تولید برق، تنفس میکنند و از یک فرآیند طبیعی استفاده میکنند که به جای تنفس اکسیژن، الکترونها را به محیط اطراف خود منتقل میکنند.
این امر میتواند منجر به پیشرفتهای جدیدی در زمینه انرژی پاک و زیستفناوری صنعتی شود. این یک استراتژی بقای شگفتانگیز است که میتواند سامانههای زیستفناوری و انرژی را متحول کند.
به نقل از استیدی، پژوهشگران با شناسایی نحوه دفع الکترونها توسط این باکتریها، نگاهی اجمالی به یک استراتژی پنهان از زندگی باکتریایی ارائه میدهند. این کار که زیستشناسی را با الکتروشیمی ادغام میکند، زمینه را برای فناوریهایی در آینده فراهم میکند که از قابلیتهای منحصربهفرد این موجودات میکروسکوپی استفاده میکنند.
«آجو-فرانکلین»، استاد زیستشناسی، سرپرست «موسسه زیستشناسی مصنوعی رایس» و پژوهشگر «موسسه پیشگیری و تحقیقات سرطان تگزاس»(CPRIT) میگوید: مطالعات ما نه تنها یک راز علمی دیرینه را حل میکند، بلکه به یک استراتژی بقای جدید و بالقوه گسترده در طبیعت نیز اشاره دارد.
تنفس الکتریکی
اکثر موجودات مدرن برای متابولیسم غذا و آزاد کردن انرژی به اکسیژن متکی هستند. اکسیژن به عنوان آخرین پذیرنده الکترون در زنجیرهای از واکنشها عمل میکند که انرژی تولید میکند، اما باکتریها بسیار قدیمیتر از موجودات مدرن مانند انسان و گیاهان هستند و راههای دیگری را برای تنفس در محیطهای فاقد اکسیژن، فرگشت(تکامل) دادهاند.
دانشمندان دریافتند که برخی از باکتریها از ترکیبات طبیعی موسوم به «نفتوکینونها»(naphthoquinones) برای انتقال الکترونها به سطوح خارجی استفاده میکنند. نام این فرآیند «تنفس خارج سلولی»(extracellular respiration) است و شبیه به نحوه تخلیه جریان الکتریکی توسط باتریهاست. این فرآیند باکتریها را قادر میسازد تا بدون اکسیژن رشد کنند.
دانشمندان مدتهاست که این حالت غیرمعمول تنفس را مشاهده کردهاند و از آن در زیستفناوری استفاده کردهاند. اکنون، این تیم مکانیسم آن را کشف کرده است و پیشرفت آنها نشان میدهد «تنفس خارج سلولی» ممکن است در طبیعت بسیار رایجتر از آنچه قبلاً تصور میشد، باشد.
«بیکی باپی کوندو»(Biki Bapi Kundu) دانشجوی دکترای دانشگاه «رایس» و نویسنده ارشد این مطالعه میگوید: این مکانیسم تنفسی که به تازگی کشف شده است، یک راه ساده و مبتکرانه برای انجام کارهاست. «نفتوکینونها» مانند پیکهای مولکولی عمل میکنند و الکترونها را از سلول خارج میکنند تا باکتریها بتوانند غذا را تجزیه و انرژی تولید کنند.
شبیهسازی زندگی بدون اکسیژن
دانشمندان با استفاده از شبیهسازی رایانهای پیشرفته، رشد باکتریها را در محیطهای فاقد اکسیژن اما غنی از سطوح رسانا شبیهسازی کردند.
این شبیهسازیها نشان داد که باکتریها میتوانند با تخلیه الکترونها به بیرون، خود را حفظ کنند. آزمایشهای بیشتر تأیید کرد که باکتریهای قرار داده شده روی مواد رسانا به رشد خود ادامه میدهند و برق تولید میکنند و عملاً از طریق سطح تنفس میکنند.
این رویکرد منجر به درک عمیقتری از تطبیقپذیری متابولیسم باکتریایی شد و یک روش لحظهای برای نظارت و تأثیرگذاری الکترونیکی بر رفتار باکتریایی را آشکار کرد.
کاربردها در فناوری پاک و فراتر از آن
این کشف اساسی، پیامدهای عملی گستردهای دارد. فرآیندهای زیستفناوری مانند تصفیه فاضلاب و تولید زیستی میتوانند از طریق مدیریت بهتر تعادل الکترونها به طور قابل توجهی بهبود یابند. باکتریهای بازدمکننده الکتریسیته میتوانند این عدم تعادلها را برطرف کنند تا سامانهها به طور کارآمد به کار خود ادامه دهند.
«آجو-فرانکلین» خاطرنشان کرد: کار ما پایه و اساس مهار کربن دیاکسید از طریق الکتریسیته تجدیدپذیر را فراهم میکند، جایی که باکتریها عملکردی مشابه با گیاهان و نور خورشید در فتوسنتز دارند. این امر پنجرهای را به سوی ساخت فناوریهای هوشمندتر و پایدارتر با محوریت زیستشناسی باز میکند.
این فناوری همچنین ممکن است موجب توسعه حسگرهای زیستالکترونیکی در محیطهای فاقد اکسیژن شود و ابزارهای جدیدی را برای تشخیص پزشکی، نظارت بر آلودگی و اکتشافات فضایی عمیق ارائه دهد.
این یافتهها در مجله Cell منتشر شدهاند.
منبع : زیست فناوری
زبانآموز حرفهای چگونه آلمانی یاد میگیرد؟ نگاهی تخصصی به مسیر رسیدن از سطح A1 تا C1
محقق ایرانی باکتری را به ترانزیستور تبدیل کرد
جیمز وب ۳ سیاهچاله فعال در یک کهکشان دوردست کشف کرد
مصوبه مهم درباره اقتصاد دیجیتال
تولید ماده اولیه داروی ایرانی درمان «فیبروز کبدی»
ایده امیرکبیر در تأسیس دارالفنون چه بود؟
پرچم انتقام و خونخواهی بر فراز گنبد مساجد کشور به اهتزاز درمی آید
راهاندازی موکبهای دائمی در مرز ایران و عراق
چرا رهبر شهید به جوانان اروپایی نامه نوشتند؟
آثار و عوامل تجربه زیسته احساس تنهایی در دختران تجرد زیست
«فرمانده هرمز» را چقدر میشناسید؟
جزئیات برنامههای هفته آموزش هنر اعلام شد
شوراهای آموزش و پرورش؛ ظرفیت ملی برای جهش کیفیت و عدالت تربیتی
کاهش ۲۰ درصدی تخلفات اداری آموزشوپرورش
زنگ نماز همراه با زنگ مدرسه نواخته شود
آغاز دریافت کارت ۵ آزمون علوم پزشکی از امروز
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان آزمون دکتری از اول شهریور
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
بیش از ۷۵۰ هزار نفر کارت کنکور ۱۴۰۵ و آزمون پذیرش دانشجو معلم گرفتند
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
پایان اسکرول بینهایت و شمارش لایک در اینستاگرام
آزمون تربیت معلم همزمان با کنکور سراسری ۱۴۰۵ برگزار میشود
بزرگترین هواپیمای تمام برقی جهان ۲۷ دقیقه پرواز کرد
«ایران دیجیتال»؛ پیوند فناوری و نظام تعلیم و تربیت
تضمین امنیت کنکور رکن اصلی تحقق عدالت آموزشی/ برخورد قانونی با تقلب
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از امروز آغاز شد
ناسا به طرح لشکرکشی روباتهای کروی به تایتان گرنت داد
حضور بیش از ۱۰۰ استارتاپ در اینوتکس ۲۰۲۶ قطعی شد
برگزاری محفل قرآنیها به مناسبت چهلم رهبر شهید انقلاب
صفحه اینترنتی معرفی رهبر شهید به زبان ژاپنی راه اندازی شد
تهیه کننده سریال اسباب زحمت: شخصیتهای سریالهای آقاخانی از جنس مردم هستند
گرامیداشت رهبر شهید با نگاهی به اندیشه ایشان در حوزههای انسانی
جدول پخش شبکه ۴ تغییر کرد
گردهمایی اصحاب هنر و اندیشه با گفتاری درباره آینده نزدیک ایران برگزار میشود
مرحوم ابوترابی الگوی مقاومت در شرایط سخت اسارت
نگاهی به حدود ۶۰۰ آیه مرتبط با جهاد و قتال و پاسخ به چالشهای امروز در این کتاب
مهران مدیری تحت عمل جراحی و درمان قرار گرفت
آموزش و پرورش باید در کنار سه قوه، «قوه چهارم» کشور باشد
حامد همایون مهمان درجام شد
«غوطهور» در صف اکران رفت
خوراک رسانهای کودک دهه ۶۰ با امروز فرق دارد
چگونه ایمان در زمان جنگ تقویت میشود؟
بزرگداشتی برای میراث دار فلسفه و طب حکیم ابوعلی سینا
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
آمادگی کامل شبکه ملی اجرا و حفاظت برای برگزاری مطلوب کنکور ۱۴۰۵
ثبتنام آزمون دکتری گروه علوم پزشکی سال ۱۴۰۵
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
مسعود امیرلویی پس از ۵ سال مبارزه درگذشت
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
حمله سایبری گسترده به تأسیسات آب آمریکا
دستگاههای عکسبرداری پزشکی کوچکتر میشوند
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
مهلت ویرایش محل برگزاری چهلمین دوره آزمون دستیاری دندانپزشکی تمدید شد
دستور جدید ترامپ به شرکت ها برای حمله سایبری
اخراج ۲ دانشجو به دلیل توهین به پرچم مقدس ایران
یافتههای جدید از نقش استارلینک در تجاوز نظامی آمریکا به ایران
مراسم معرفی سرپرست صندوق رفاه دانشجویان برگزار شد
تمهیدات لازم برای بازگشایی مطلوب مدارس خوزستان
رئیس جمهور: مسجد یکی از ظرفیتهای مؤثر در ارتقای سطح سواد عمومی است
تابستان؛ فرصتی برای جبران بخشی از عقبماندگیها دانش آموزان
آغاز پیشثبتنام تکمیل ظرفیت میانپایه و پایه دهم مدارس شاهد
۲۴۰۷ پروژه مدرسهسازی سال گذشته تحویل شد
نظر پیامبر (ص) درباره خاک بازی کودکان چیست؟
شنیدن صدای جامعه باید با یک سازوکار شفاف انجام شود
نماز خواندن در خانه ای که سگ در آن است چه حکمی دارد؟
«زوتوپیا ۳» ساخته میشود
آغاز پخش برنامه «محفل ستارهها»؛ این برنامه برای حال خوب کودکان است
آغاز پخش «هزار داستان» با اجرای مجری معروف
مدیرعامل جدید مؤسسه فرهنگی دارالعرفان شیعی معرفی شد
چرا باید سیره مبارزاتی ائمه اطهار را بازخوانی کنیم؟
حمایت از نخبگان با اولویت هوش مصنوعی با تمرکز بر همکاری با دانشگاههای تراز اول
روسیه توسعه رقیب استارلینک را به سرعت ادامه میدهد
۱۰ سؤال از محاسبه نتیجه آزمون دستیاری حذف شد
پاول دوروف تولد ۱۳ سالگی تلگرام را تبریک گفت
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
سرپرست صندوق رفاه دانشجویان منصوب شد
۱۰ سؤال از محاسبه نتیجه آزمون دستیاری حذف شد
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
آغاز سال تحصیلی دانشگاهها از ۴ مهرماه
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
حسین خواجه امیری «پهلوان آواز» به سوی خانه ابدی بدرقه شد
کمپین تابستانی فیدیبو برای کتابخوانها
آغاز نامنویسی بیستودومین فراخوان جذب هیئت علمی پزشکی از فردا
شنبه آخرین مهلت ثبتنام در ۵ آزمون علوم پزشکی
اخراج ۲ دانشجو به دلیل توهین به پرچم مقدس ایران
چالشهای مربوط به «از دست نرفتن روایت»در عرصه بینالمللی از زبان معاون وزیر علوم
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
اختلال در بخش پرداخت هزینه سامانه ثبت نام آزمونهای علوم پزشکی کشور
هوش مصنوعی با یک هزار میلیارد پارامتر به رقابت اوپن ای آی میرود
علی نصیریان مهمان نخستین برنامه «همکلام» شد
حمایت از نخبگان با اولویت هوش مصنوعی با تمرکز بر همکاری با دانشگاههای تراز اول
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
آغاز پخش برنامه «محفل ستارهها»؛ این برنامه برای حال خوب کودکان است
شکایت از ترامپ برای فروش پستهایش
انتشار کتابهای «احکام کاربردی نوجوان» برای تازهمکلفها
امسال آیفون ۱۸ عرضه نمیشود؟
تمهیدات لازم برای بازگشایی مطلوب مدارس خوزستان
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
آخرین وصایای امام رضا(ع) به اباصلت
غزهای که رسانهها نشان ندادند در کتاب «پاپیون؛ نسخه غزه»
چرا ربیعالاول، بهار ماهها نامگذاری شده است؟
مهلت ویرایش محل برگزاری چهلمین دوره آزمون دستیاری دندانپزشکی تمدید شد
سفر جهادی به بشاگرد در کتاب «تختههای سفید» روایت شد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.