Thứ Tư, 22/01/2020 Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin hoạt động SởTin trong tỉnhTin trong nướcTin thế giớiTin tổng hợpSở hữu trí tuệHoạt động KH&CN cơ sởPhổ biến pháp luật
TIN TỨC - SỰ KIỆN: Tin tổng hợp
Cập nhật: Thứ Ba, ngày 10/12/2019

Vi khuẩn tiến hóa trong phòng thí nghiệm chuyển sang tiêu thụ CO2 để sinh trưởng
Trong vòng vài tháng, các nhà nghiên cứu Israel đã tạo ra những chủng Escherichia coli tiêu thụ CO2 làm năng lượng thay thế cho các hợp chất hữu cơ. Thành tựu trong lĩnh vực sinh học tổng hợp này làm nổi bật tính linh hoạt về khả năng trao đổi chất của vi khuẩn và có thể tạo khuôn khổ cho quá trình sinh học không thải cacbon trong tương lai. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Cell.
"Mục đích chính của chúng tôi là xây dựng nền tảng khoa học thuận tiện để tăng cường cố định CO2, giúp giải quyết các thách thức liên quan đến sản xuất thực phẩm và nhiên liệu bền vững và tình trạng nóng lên toàn cầu do khí thải CO2", Ron Milo, nhà sinh học hệ thống tại Viện khoa học Weizmann và là đồng tác giả nghiên cứu nói. "Chuyển đổi nguồn cacbon của E. coli, đặc trưng của công nghệ sinh học, từ cacbon hữu cơ thành CO2 là một bước quan trọng hướng đến xây dựng nền tảng này".

Thế giới của sự sống được chia thành sinh vật tự dưỡng biến đổi CO2 vô cơ thành sinh khối và sinh vật dị dưỡng tiêu thụ các hợp chất hữu cơ. Các sinh vật tự dưỡng chi phối sinh khối trên Trái đất và cung cấp phần lớn thực phẩm và nhiên liệu cho con người. Hiểu rõ hơn các nguyên tắc sinh trưởng tự dưỡng và các phương pháp để tăng cường nó là rất quan trọng cho con đường đến sự bền vững.

Thách thức lớn trong sinh học tổng hợp là tạo ra khả năng tự dưỡng tổng hợp trong một sinh vật dị dưỡng kiểu mẫu. Dù vấn đề tích trữ năng lượng tái tạo và sản xuất thực phẩm bền vững hơn được quan tâm nhiều, nhưng nỗ lực trước đây để tạo ra các sinh vật mô hình dị dưỡng liên quan đến công nghiệp nhằm sử dụng CO2 làm nguồn cacbon duy nhất đã thất bại. Những nỗ lực trước đây để thiết lập chu trình cố định CO2 tự động trong các sinh vật dị nguyên mô hình luôn đòi hỏi phải bổ sung các hợp chất hữu cơ đa cacbon để đạt mức sinh trưởng ổn định.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã sử dụng quá trình tái tạo trao đổi chất và tiến hóa trong phòng thí nghiệm để biến E. coli thành dạng tự dưỡng. Chủng khuẩn được biến đổi khai thác năng lượng từ formate, có thể được sản xuất điện hóa từ các nguồn tái tạo. Do formate là hợp chất hữu cơ chứa một cacbon không đóng vai trò là nguồn cacbon cho sự phát triển của E. coli, nên nó không hỗ trợ các con đường dị dưỡng. Các nhà nghiên cứu cũng biến đổi chủng này để tạo ra các enzyme không bản địa nhằm mục tiêu cố định và giảm cacbon và để khai thác năng lượng từ formate. Nhưng chỉ riêng những thay đổi này không đủ để hỗ trợ tính tự dưỡng vì quá trình trao đổi chất của E. coli thích nghi với tăng trưởng dị dưỡng.

Để vượt qua thách thức này, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang tiến hóa thích nghi trong phòng thí nghiệm như một công cụ tối ưu hóa trao đổi chất. Họ đã bất hoạt các enzyme liên quan đến sự tăng trưởng dị dưỡng, khiến vi khuẩn phụ thuộc nhiều hơn vào con đường tự dưỡng để sinh trưởng. Ngoài ra, các nhà khoa học còn phát triển các tế bào trong hóa chất chemostat với nguồn cung xyloza đường hạn chế - một nguồn cacbon hữu cơ ức chế các con đường dị dưỡng. Việc cung cấp xyloza ban đầu trong khoảng 300 ngày là cần thiết hỗ trợ đủ cho sự tăng sinh tế bào để bắt đầu tiến hóa. Chemostat cũng chứa nhiều formate và 10% CO2.

Trong môi trường này, lợi thế lớn đối với sinh vật tự dưỡng là tạo ra sinh khối từ CO2 như nguồn cacbon duy nhất, trong khi các sinh vật dị dưỡng phụ thuộc vào xyloza như một nguồn cacbon để sinh trưởng. Sử dụng phương pháp dán nhãn bằng đồng vị, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng vi khuẩn phân lập tiến hóa thực sự ở dạng tự dưỡng, tức là CO2 và không phải là xyloza hoặc bất kỳ hợp chất hữu cơ nào khác hỗ trợ sự tăng trưởng của tế bào.

Bằng cách lập trình tự bộ gen và plasmid của các tế bào tự dưỡng tiến hóa, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng chỉ có 11 đột biến được thu nhận thông qua quá trình tiến hóa trong chemostat. Một tập hợp đột biến đã ảnh hưởng đến các gen mã hóa các enzyme liên kết với chu trình cố định cacbon. Loại thứ hai gồm các đột biến được phát hiện trong các gen thường được quan sát là bị đột biến trong các thí nghiệm tiến hóa trong phòng thí nghiệm thích nghi trước đó, cho thấy chúng không nhất thiết phải theo con đường tự dưỡng. Loại thứ ba bao gồm các đột biến trong gen không có vai trò đã biết.

Các tác giả cho rằng hạn chế của nghiên cứu là việc tiêu thụ formate của vi khuẩn giải phóng nhiều CO2 hơn mức được tiêu thụ thông qua cố định cacbon. Ngoài ra, cần nghiên cứu thêm trước khi thảo luận việc mở rộng phương pháp này để sử dụng trên quy mô công nghiệp.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu cung cấp năng lượng thông qua điện tái tạo để giải quyết vấn đề giải phóng CO2, xác định xem liệu các điều kiện môi trường khí quyển có hỗ trợ tính tự dưỡng và giảm các đột biến có liên quan nhiều nhất đến tăng trưởng tự dưỡng hay không.
Nguồn: www.vista.gov.vn
Tin, bài cùng lĩnh vực
Kỷ niệm 70 năm ngày Bác Hồ ký Sắc lệnh 08/SL (20/01/1950-20/01/2020) và hoạt động Đo lường ở Quảng Trị (14/01/2020)
Nhân rộng áp dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001 tích hợp ISO 3834 cho các doanh nghiệp cơ khí chế tạo (27/12/2019)
Tốc độ nhanh cạn kiệt oxy ở các đại dương ngày một tăng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và ô nhiễm (08/01/2020)
Nghiên cứu lý thuyết cấu trúc vùng năng lượng và các tính chất truyền dẫn của điện tử ở các cấu trúc nano dựa trên graphene và các vật liệu tựa graphene. (08/01/2020)
Lưu trữ dữ liệu trong các đồ vật thường ngày (19/12/2019)
Trên đỉnh Sa Mù (16/12/2019)
Động vật có thể giúp con người theo dõi đại dương (19/12/2019)
Siết chặt quản lý tàu bay không người lái (08/01/2020)
Sản xuất nông nghiệp sử dụng những kỹ thuật mới trong thời đại CMCN 4.0 (16/8/2019)
Chợ an toàn thực phẩm, mô hình cần được nhân rộng (04/5/2019)
Công nghệ chuyển đổi nước biển thành nhiên liệu hydro (04/4/2019)
Đổi mới mô hình tăng trưởng kinh tế theo chiều sâu ở Cam Lộ (24/01/2019)
Hướng Hóa: Lao Bảo chủ động nguồn hoa đón tết (10/01/2019)
Khắc phục bất lợi của thời tiết để triển khai sản xuất vụ đông xuân (05/01/2019)
Đột phá từ những cây trồng mới ở Cam Lộ (19/12/2018)
Nông nghiệp Vĩnh Linh một năm nhìn lại (19/12/2018)
Hiệu quả từ mô hình bể chứa rác thải trên đồng ruộng ở Triệu Long (06/11/2018)
Làng hoa An Lạc vào vụ hoa tết (24/10/2018)
Gio Phong, xã điển hình về xây dựng nông thôn mới (18/10/2018)
Xã Triệu An khai thác lợi thế vùng biển để phát triển kinh tế (27/9/2018)
Thông tư số 08/2018/TT-BKHCN: Sửa đổi, bổ sung khoản 7 Điều 6 Thông tư số 15/2015/TT-BKHCN về đo lường, chất lượng trong kinh doanh xăng. (18/7/2018)
Giải pháp phát triển ngành du lịch ở huyện Triệu Phong (25/6/2018)
Người tiên phong đưa lúa nước lên đồi (29/5/2018)
Khởi nghiệp với tinh dầu tràm (03/5/2018)
Cổng thông tin khởi nghiệp đổi mới sáng tạo quốc gia - kết nối các thành phần của hệ sinh thái khởi nghiệp (30/3/2018)
Kết nối người sản xuất và tiêu dùng nông sản, thực phẩm an toàn (20/3/2018)
Một doanh nghiệp trẻ năng động (14/3/2018)
Quảng bá đặc sản của quê hương qua website rauliet.com (11/3/2018)
Ghi nhận ở phiên chợ nông sản vùng Cùa (07/3/2018)
Tổ chức KOICA hỗ trợ vốn dự án "ngân hàng bò" cho xã Cam Thành (06/3/2018)
Linh Hải nỗ lực về đích xây dựng nông thôn mới (26/02/2018)
Niềm vui từ những chuyến tàu ra khơi đầu năm (22/02/2018)
Ra đồng đầu năm (22/02/2018)
Sôi động ra quân sản xuất, kinh doanh (22/02/2018)
Ngư dân trúng “lộc biển” đầu năm (22/02/2018)
Tích cực phòng chống rét cho đàn trâu bò. (08/02/2018)
Đảng bộ 40 năm liên tục đạt trong sạch vững mạnh (02/02/2018)
Gần 200 cán bộ giúp dân trồng ớt (30/01/2018)
Kiểm tra mô hình trồng rau, củ, quả theo phương pháp thủy canh (30/01/2018)
Trang trại chăn nuôi bò mang tính bền vững (30/01/2018)
Phát triển thương mại - dịch vụ ở Gio Linh (29/01/2018)
Khai trương Siêu thị nông sản hữu cơ Quảng Trị (29/01/2018)
Tăng gia sản xuất giỏi ở một đơn vị huấn luyện (29/01/2018)
Đảng bộ xã Tân Long với nhiệm vụ phát triển kinh tế (24/01/2018)
Sở Công thương đẩy mạnh cải cách hành chính (22/01/2018)
Vĩnh Linh: Phát huy sức mạnh khối đại đoàn kết toàn dân trong xây dựng và phát triển kinh tế (18/01/2018)
Tổ hợp tác: Mô hình tạo việc làm mới cho phụ nữ nông thôn (16/01/2018)
Đưa thương hiệu nước mắm Vĩnh Thái vươn xa (10/01/2018)
Hiệu quả từ liên kết sản xuất và tiêu thụ sản phẩm nước mắm (08/01/2018)
Giúp nông dân nâng cao chất lượng đàn bò (08/01/2018)
Quyết định số 3110/QĐ-UBND về việc Quyết định v/v Phê duyệt đề tài: Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ trong nuôi cá chình lồng tại Quảng Trị

Quyết định số 214/QĐ-SKHCN về việc Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ thường xuyên theo chức năng của Trung tâm Nghiên cứu, ứng dụng và Thông tin KH_CN thực hiện năm 2020

Quyết định số 2625/QĐ-UBND về việc Quyết định v/v phê duyệt đề tài: "Đánh giá nhu cầu thị trường lao động và đề xuất các giải pháp về đào tạo nhằm phát triển nguồn nhân lực tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2019 - 2025 và tầm nhìn đến năm 2030"

Quyết định số 221/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Đoàn thẩm tra về An toàn và kiểm soát bức xạ

Quyết định số 222/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Đoàn thẩm tra về An toàn và kiểm soát bức xạ tại cơ sở phòng khám Đa khoa Tâm An

Báo cáo số 94/BC-SKHCN về việc Báo cáo kết quả 5 năm thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng bộ tỉnh lần thứ XVI trong lĩnh vực Khoa học và Công nghệ

Kế hoạch số 31/KH-SKHCN về việc Kế hoạch Thực hiện Chỉ thị số 10/CT-TTg ngày 22/4/2019 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường xử lý, ngăn chặn có hiệu quả tình trạng nhũng nhiễu, gây phiền hà cho người dân, doanh nghiệp trong giải quyết công việc

Quyết định số 272/QĐ-SKHCN về việc Quyết định Ban hành Quy trình triển khai thực hiện Chính sách hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2017 - 2025

Quyết định số 27/QĐ-SKHCN về việc Về việc ban hành Quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN Quảng Trị

Kế hoạch số 10/KH-SKHCN về việc Kế hoạch Tập huấn xây dựng áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 9001 vào hoạt động UBND các Phường, xã, thị trấn trên địa bàn tỉnh năm 2019.

Thông báo Kết quả xét tuyển viên chức làm việc tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng

Kết luận thanh tra về đo lường

Kết luận thanh tra về an toàn bức xạ, hạt nhân và đo lường

Thông báo về việc triển khai Nghị định số 13/2019/NĐ-CP về doanh nghiệp KH&CN

TB về việc thống nhất áp dụng Bảng phân loại quốc tế về các yếu tố hình của nhãn hiệu (theo Thỏa ước Vienna) phiên bản 8

Thống kê lượt truy cập
Số người online 408
Hôm nay 2.742
Hôm qua 4.190
Tất cả 1.470.448

© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ
 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382. Hệ thống chạy tốt nhất trên trình duyệt Cốc cốc.

Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN
Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này