نیوزتل: پژوهشگران چگونگی تولید انرژی درونی سلول ها و استفاده از این انرژی برای رشد خودرا کشف کرده اند. کسب دانش در مورد استفاده سلول ها از انرژی برای فرآیندهای زیست فناوری صنعتی ضروری می باشد.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، محققان بعضی از اسرار نحوه تولید و استفاده از انرژی توسط سلول ها را کشف کرده اند. یک مطالعه جدید نشان داده است که می توان با استفاده از شرایط تخمیر، تغییر متابولیسم باکتری “ای. کولی”(E.coli) و مخمر نان را از تخمیر به تنفس مشاهده کرد.
این بدان مدلول است که سلول ها را می توان به سمت تولید انرژی داخلی بیشتری سوق داد که منجر به عملکرد بهتر سلول می شود.
“ینس نیلسن” استاد دانشگاه فناوری چالمرز سوئد و مدیر علمی مرکز بنیاد “نوو نوردیسک” در دانشگاه فنی دانمارک اظهار داشت: این اطلاعات می تواند برای طراحی کارخانه های سلولی جدید و پیشرفته مورد استفاده قرار گیرد.
سلول ها از گلوکز قند استفاده می نمایند تا بطور مداوم مولکول هایی با سطح انرژی بالا به نام ATP تولید کنند. ATPها بعنوان غذای سلولی شناخته می شوند که توسط آنزیم ها در سلول ها به منظور ساختن زیست توده یا انجام دیگر کارهای سلولی مصرف می شوند.
به همین ترتیب، هرچه ATP بیشتری تولید شود، آنزیم ها بهتر می توانند عمل کنند.
پژوهشگران دریافته اند که ATP در دو مسیر قابل تولید است. حالت اول مسیر تنفسی با عملکرد بالا و در نتیجه تولید ۵/۲۳ ATP به ازای هر مولکول گلوکز است. دومین مسیر نیز مسیر تخمیر با عملکرد پایین است که تنها ۱۱ ATP به ازای هر مولکول گلوکز تولید می کند.

پژوهشگران شواهد بیشتری یافته اند که نشان داده است این دو مسیر مکمل یکدیگر هستند و توانستند با تغییر شرایط تخمیر و میزان قند و پروتئین موجود، تعادل طبیعی بین این دو را تغییر دهند.
پژوهشگران همین طور نشان دادند که ساختن بعضی از آنزیم های کلیدی سبب عملکرد بهتر می شود، به این معنا که سلول ها از انجام متابولیسم تخمیر کم بازده به تنفس بوسیله متابولیسم تنفسی با بازده بالا تغییر می یابند.
این تغییر منجر به تولید ATP درون سلولی بیشتر در هر دو مسیر و تولید نمک جوهر در ای. کولی و اتانول در مخمر نانوایی شد.
نیلسن اظهار داشت: این فرآورده های جانبی ناخواسته هستند و موجب کاهش بازده مولکول های مورد نظر برای تولید در کارخانه سلولی می شوند.
در نهایت آنچه پژوهشگران کشف کردند این بود که سلول هایی که بهترین عملکرد خودرا داشتند در واقع از هر دو مسیر استفاده می کردند. علاوه بر این آنها فاش کردند که هر چه پروتئین های بیشتری در دسترس باشد، کارآیی بیشتری هم وجود دارد.
در نتیجه برای به دست آوردن عملکرد سلولی بهتر در تخمیر، بهتر است پروتئین بیشتری به مسیر پر بازده اختصاص پیدا کند.
این تحقیق در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم(PNAS) انتشار یافته است.

منبع: نیوزتل