باکتری هایی که به کمک استخوان های ما می آیند
به گزارش بست روید، تحقیقی جدید حاکی از آنست که کوشش برای تولید ویتامینK2 فراتر از محدودیت های طبیعی، زمینه را برای تولید محصولات سالم تر و ارزان تر فراهم می آورد.
به گزارش بست روید به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، تحقیقی جدید نشان میدهد چه طور یک باکتری غذایی که به صورت گسترده استفاده می شود، می تواند ترکیب شیمیایی داخلی خودرا برای زنده ماندن مدیریت کند. این کشف زمینه را برای تولید ویتامین های محیط زیست پسندتر و ارزان تر در صنایع غذایی و سلامت فراهم می آورد.
ویتامین K۲ که با نام مناکینون نیز شناخته می شود، نقشی کلیدی در سلامت استخوان، لخته شدن خون و عملکرد قلب ایفا می کند. این ویتامین بطور طبیعی توسط باکتری های خاصی همچون لاکتوکوکوس لاکتیس، یکی از اجزای اصلی تخمیر لبنیات، تولید می شود. این میکروب ترکیب واسطه ای ناپایدار تولید می کند که برای تمام انواع ویتامین K۲ حیاتی می باشد، اما مقدار تولید این ترکیب به اندازه ای است که فقط برای پشتیبانی از رشد خود کافی بوده و درنتیجه از تجمع سمی ماده جلوگیری می کند.
این سیستم طبیعی خود محدودکننده، چالشی برای افرادی شمرده می شود که تلاش دارند باکتری ها را مهندسی کنند تا ویتامین های بیشتری تولید کنند؛ برای اینکه میکروب ها تمایل دارند تولید خودرا در سطح خودکفایی حفظ کنند و همین مساله کاربردهای تجاری را کند می کند. مهندسی باکتری ها برای تولید ویتامین های بیشتر، احتمالا جایگزینی برای سنتز شیمیایی که انرژی زیادی مصرف می کند یا استخراج گیاهی خواهد بود، اما پژوهشگران ابتدا باید «ترمزهای» تولید موجود در زیست شناسی آنها را درک کنند.
کارولین آجو فرانکلین، یکی از مولفان این پژوهش و مدیر انستیتو زیست شناسی مصنوعی رایس، در این زمینه می گوید: میکروب های تولیدکننده ویتامین می توانند تغذیه و دارو را متحول کنند، اما نخست باید سازوکارهای ذاتی کنترل و تعادل آنها را رمزگشایی نماییم. بگفته او، این پژوهش نشان داد چه طور باکتری L. lactis میزان عرضه خودرا بطور دقیق تنظیم می کند و این مورد فرصتی برای بازطراحی ژنتیکی هدفمند فراهم می آورد.
محققان با ترکیب سنسوری زیستی، مهندسی ژنتیک و مدل سازی ریاضی این پروسه را مطالعه کردند. از آنجائیکه پیش ماده ویتامین K۲ بسختی قابل اندازه گیری است، آنها یک سنسور زیستی بسیار حساس در یک باکتری متفاوت ساختند. این دستگاه هزاران بار حساس تر از ابزارهای معمول است و به تجهیزات آزمایشگاهی کمی نیاز دارد. در مرحله بعد، آنها سطح آنزیم های مسیر سنتز زیستی ویتامین را تغییر دادند و بازده را در شرایط مختلف اندازه گیری کردند. این نتایج به یک مدل ریاضی ارائه شد. ابتدا مدل فرض می کرد که منبع آغازین بطور نامحدود در دسترس می باشد، اما پیشبینی ها با نتایج آزمایشگاهی همخوانی نداشت.
اولگ ایگوشین، یکی دیگر از مولفان پژوهش، در این زمینه می گوید: وقتی امکان کاهش منبع آغازین را درنظر گرفتیم، خروجی مدل با داده های آزمایشی ما مطابقت پیدا کرد. این امر نشان داد تولید زمانی به حداکثر می رسد که مقدار ماده آغازین کم شود، مانند زمانیکه بخواهیم با داشتن سینی های بیشتر اما بدون آرد کافی بیسکوییت های بیشتری بپزیم.
تیم پژوهشی لایه کنترلی دیگری را در ترتیب ژن های کدکننده آنزیم ها روی DNA شناسایی کرد. تغییر آرایش این ژن ها موجب شد مقدار ترکیب میانی تولیدشده توسط سلول ها تغییر کند. این مورد نشاندهنده وجود سازوکار تکاملی است که تولید را به شیوه هایی کنترل می کند که قبل تر بطور کامل شناخته نشده بودند.
به گفته پژوهشگران، بدین سان با تنظیم همزمان میزان منبع آغازین، بیان آنزیم ها و ترتیب ژن ها، می توان تولید را فراتر از سقف طبیعی آن افزایش داد.
خلاصه اینکه ویتامین K۲ که با نام مناکینون نیز شناخته می شود، نقشی کلیدی در سلامت استخوان، لخته شدن خون و عملکرد قلب ایفا می کند. این میکروب ترکیب واسطه ای ناپایدار تولید می کند که برای تمام انواع ویتامین K۲ حیاتی می باشد، اما مقدار تولید این ترکیب به اندازه ای است که فقط برای پشتیبانی از رشد خود کافی بوده و درنتیجه از تجمع سمی ماده جلوگیری می کند.
منبع: بست روید
این مطلب بست روید چطور بود؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات کاربران در مورد این مطلب بست روید
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید