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
آموزش تدبر در قرآن ویژه کارکنان دولت اجرایی میشود
تابلوی ۶۰۰ ساله تایلندی، سند تاریخی پیشینه آئینهای حسینی
بشارت امام صادق (ع) به پیرمرد ۱۰۰ ساله؛ کلید رستگاری در دنیا و آخرت
انتقاد از یک بازیگر و کمدین برای حضور در مراسم ترامپ؛ با فاشیستها عکس نگیر!
مجموعه کامل فیلمهای استنلی کوبریک در یک بسته خاص عرضه میشود
تاثیر حرف مردم بر سرنوشت یک دختر؛ ایده «مرجان» از کجا پیدا شد؟
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
از گاندی تا کارلایل، همه مرید حسین (ع)
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
چمران هنوز زنده است
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
مذاکره با دستگاهها برای توسعه صادرات محصولات فریلنسرها
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
تمدید مهلت ارسال مقالات سومین همایش هیئت و آیینهای مذهبی
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
سیره عملی میرزا جواد آقا ملکی تبریزی، مبتنی بر اصل «شکستن منیت» بود
افتتاح مسجد السلام در امارات با ظرفیت ۴ هزار نمازگزار
بنیامیه، نخستین و وحشتناکترین «خصولتی» تاریخ اسلام
بذر انحراف مجاهدین از سال۴۴ کاشته شد/نقش ساواک و زندان در تعمیق انحراف
شیخ حسین انصاریان: چشمی که بر حسین (ع) گریه کند در قیامت گریان نیست
افبیآی شهر کامل با بیمارستان، هتل و نیروگاه ساخت تا حملات سایبری را تمرین کند
بررسی ظرفیتهای هوش مصنوعی برای ارتقای خدمات زائران در نشست مشترک معاونت علمی و آستان قدس رضوی
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
ناسا یک رصدخانه فضایی را در میانه زمین و آسمان به ارتفاع بالاتر میبرد
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
زنان بیشترین داوطلبان آزمون سمپاد/ نتایج اوایل مرداد اعلام میشود
سریال جدید «سرخدار» در راه آنتن: عمار تفتی به تلویزیون بازگشت
کشف نشانههای اولیه افسردگی در چشم کودکان
دانشمند ایرانی: مغز ما برای این همه خبر بد طراحی نشده است
تنش در ایستگاه فضایی بالا گرفت: ناسا از فضانوردانش خواست پناه بگیرند
محققان هشدار دادند: ایجاد نقاط داغ آلودگی در تنگه هرمز به دلیل ترافیک دریایی
یکی از این ستارههای دوقلو یک سیاره فراخورشیدی را بلعیده است
میلیاردرهای حوزه فناوری راز جوانی ابدی را کشف کردهاند؟
تصویری از یکی از شهدای کوچک امروز لبنان
وزیر آموزش و پرورش: بهرهبرداری از ۲۰۰ تا ۲۵۰ کلاس درس جدید در خراسان رضوی
معاون تربیتبدنی و سلامت: یک میلیون دانشآموز سفیر ایمنی و کمکهای اولیه شدند
۵۰۰ هزار دانشآموز زیر چتر کارت نشاط قرار گرفتند
آزمون مدارس سمپاد و نمونه دولتی با بیش از نیم میلیون داوطلب برگزار شد
پرداخت حقوق فرهنگیان بدون تاخیر انجام میشود
قصهای خواندنی برای کودکان: وقتی روباه جنگل را بههم ریخت
حسن طهرانیمقدم پدر موشکی ایران چگونه با نمیشودها مبارزه کرد؟
از بچههای میناب تا ناوچه دنا و انستیتو همه در مستندهای جدید جنگی
مهرانه مهین ترابی پس از ۲۳ سال دوری از تئاتر به صحنه باز میگردد
سریالهای جدید برای پخش دوبله شدند
مادران برای کوچکترین شهید کربلا لالایی خواندند
راز زنده ماندن مومنان در برزخ؛ هدایت، مشروط به ولایت است
روایت حدادعادل از ویژگیهای آیت الله مجتبی خامنهای
ماجرای خواندنی دیدار دکتر شریعتی و علامه جعفری
حجت الاسلام پناهیان: شفافیت نامه اخیر رهبری نشانه قدرت جمهوری اسلامی است
تمدید مهلت پذیرش دانشجویان بینالمللی در دانشگاه علامه طباطبائی
قابلیت جدید واتساپ: پیام متنی یکبار قابل مشاهده به واتساپ میآید
شرکت اپل از گران شدن محصولات خود خبر داد
ساماندهی برنامههای هوش مصنوعی با محوریت تولید داخلی
هشدار وزیر علوم: هوش مصنوعی بدون اخلاق، پیشرفتهترین ابزار ظلم میشود
دادگاه در دهلی نو درخواست بازگشایی تلگرام را رد کرد
رشد استفاده از VPN در بعضی کشورهای اروپایی با قوانین جدید
انحصار قدرت و ثروت در الیگارشی اموی: از خلافت تا سلطنت
حجتالاسلام قمی: وحدت یعنی همبستگیِ آرا و سلایق متفاوت حول محور امام
راز زنده ماندن مؤمنان در برزخ تمسک به امام حق و ولی الله الاعظم است
اعلام مجموعههای امتحانی کنکور کارشناسی ارشد ۱۴۰۶
بازخوانی پنج فرمان راهبردی امام رضا (ع) در سلوک عاشورایی
فلسفه اسلامی و غفلت از «باید و نباید»های اجتماعی؛ یک شکاف تاریخی
اقتصاد فقط نان نیست؛ سلاح علی(ع) برای امنیت ملی و استقلال در برابر دشمنان
انتشار آثار میانرشتهای مسئلهمحور؛ اولویت جدید گروه سیاستپژوهی علوم انسانی
تغییر زمان آزمونهای کشوری و دانشگاهی به دلیل مراسم وداع و تشییع رهبر شهید
احیای اخلاق در زندگی فردی و اجتماعی با بازخوانی فلسفه عاشورا
بنی امیه چگونه به قدرت رسید؟/ تبارشناسی ۹۱ سال حکومت استبدادی
تغییر زمان آزمونهای کشوری و دانشگاهی به دلیل مراسم وداع و تشییع رهبر شهید
اعلام مجموعههای امتحانی کنکور کارشناسی ارشد ۱۴۰۶
انتشار آثار میانرشتهای مسئلهمحور؛ اولویت جدید گروه سیاستپژوهی علوم انسانی
مصوبات جدید فرصتهای تحقیقاتی خارج از کشور دکتری ابلاغ شد
هشدار وزیر علوم: هوش مصنوعی بدون اخلاق، پیشرفتهترین ابزار ظلم میشود
راز زنده ماندن مؤمنان در برزخ تمسک به امام حق و ولی الله الاعظم است
حجتالاسلام قمی: وحدت یعنی همبستگیِ آرا و سلایق متفاوت حول محور امام
رشد استفاده از VPN در بعضی کشورهای اروپایی با قوانین جدید
دادگاه در دهلی نو درخواست بازگشایی تلگرام را رد کرد
دانشمند ایرانی: مغز ما برای این همه خبر بد طراحی نشده است
کشف نشانههای اولیه افسردگی در چشم کودکان
آمادگی دانشگاه پیام نور برای میزبانی از آزمونهای سایر دانشگاهها
بازخوانی پنج فرمان راهبردی امام رضا (ع) در سلوک عاشورایی
روایت حدادعادل از ویژگیهای آیت الله مجتبی خامنهای
تنش در ایستگاه فضایی بالا گرفت: ناسا از فضانوردانش خواست پناه بگیرند
انحصار قدرت و ثروت در الیگارشی اموی: از خلافت تا سلطنت
فلسفه اسلامی و غفلت از «باید و نباید»های اجتماعی؛ یک شکاف تاریخی
حجت الاسلام پناهیان: شفافیت نامه اخیر رهبری نشانه قدرت جمهوری اسلامی است
ماجرای خواندنی دیدار دکتر شریعتی و علامه جعفری
اقتصاد فقط نان نیست؛ سلاح علی(ع) برای امنیت ملی و استقلال در برابر دشمنان
ممنوع شدن هوش مصنوعی برای دانش آموزان ابتدایی نروژی
زمان برگزاری آزمون زبان انگلیسی تولیمو تغییر کرد
سریالهای جدید برای پخش دوبله شدند
پرداخت حقوق فرهنگیان بدون تاخیر انجام میشود
آزمون مدارس سمپاد و نمونه دولتی با بیش از نیم میلیون داوطلب برگزار شد
زمان مصاحبههای آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ تغییر کرد
امتحانات پایانترم تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد حضوری شد
شرکت اپل از گران شدن محصولات خود خبر داد
مادران برای کوچکترین شهید کربلا لالایی خواندند
حسن طهرانیمقدم پدر موشکی ایران چگونه با نمیشودها مبارزه کرد؟
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.