کشف فتوسنتز معکوس

منتشر شده در جمعه, 03 فروردين 1397 16:09

نور خورشید همراه با یک آنزیم خاص پیوندهای شیمیایی در گیاهان را می‌شکند. این فرآیند ”فتوسنتز معکوس“ نام دارد.

پروفسور Felby و همکارانش از دانشگاه Copenhange این فرایند را طی تحقیقاتشان بر روی کلروفیل کشف کردند و نتایج تحقیقات آنها در Nature Communications به چاپ رسیده است. وی می‌گوید "فتوسنتز معکوس ممکن است تولید صنعتی سوخت‌ها و مواد شیمیایی را تغییر و آلودگی را به‌طور چشمگیری کاهش دهد."

در طول فتوسنتز، کلروفیل از انرژی خورشید برای ایجاد سلولز استفاده می‌کند. سلولز ماده‌ای است آلی متشکل از زنجیره‌های مجاور هم که این زنجیره‌ها به‌وسیله پیوند هیدروژنی به‌هم متصل می‌شوند و دیواره‌های سلولی در گیاهان را شکل می‌دهند.

دانشمندان در پی تحقیقات جدید کشف کردند که فرایند عکس نیز در حضور نور خورشید روی می‌دهد. افزودن آنزیمی موسوم به منواکسیژناز این امکان را فراهم می‌کند که کلروفیل در حضور نور خورشید، پیوندهای شیمیایی در سلولز را تجزیه کند.

Moller همکار پروفسور Felby می‌گوید "ما این فرایند را فتوسنتز معکوس reverse photosynthesis نامیدیم زیرا آنزیم‌ها به‌جای ایجاد پیوندهای کربنی و تولید اکسیژن در حضور نور خورشید، از اکسیژن اتمسفر و نور خورشید جهت شکستن و تبدیل پیوند‌های کربنی گیاه استفاده می‌کنند."

فتوسنتز معکوس کاربردهای صنعتی دارد. این کشف جدید می‌تواند فرآیندهای صنعتی (مثل تولید سوخت‌های بیواتانول از مواد گیاهی) را که باعث تجزیه پیوندهای شیمیایی می‌شود، ساده‌تر کند. انواع مختلفی از مواد آلی جهت تولید سوخت بیواتانول استفاده می‌شود ازجمله ضایعات آلی مانند کاه و تراشه چوب. این ضایعات خرد و با آب مخلوط می‌شوند. منواکسیژنازها جهت تجزیه سلولز گیاهی اضافه می‌شوند. مونواکسيژنازها که آنزيم‌هاي طبيعي هستند، از قارچ‌ها جهت تجزیه مواد گیاهی استفاده می‌کنند. اما این فرآیند وقت زیادی می‌گیرد و نیازمند انرژی زیادی است. فتوسنتز معکوس می‌تواند فرایند را سرعت ببخشد و تولید صنعتی سوخت‌ها و مواد شیمیایی را متحول کند.

اما Peter Westerman از دانشگاه Aalborg در این زمینه با احتیاط بیشتری سخن می‌گوید.

وی که در مطالعه جدید نقشی نداشته، می‌گوید: " این یک کشف علمیِ هیجان‌انگیز است. اما این فرآیند چیزی است که در آزمایشگاه انجام می‌شود و استفاده از آن در فرآیندهای صنعتی (مثلا تبدیل کاه به بیواتانول)، کاملاً چیز دیگری است. لازم است آنها کارهای زیادی انجام دهند و من شخصاً شک دارم که سودآور باشد."

وی می‌گوید "نور خورشید نمی‌تواند در یک تن کاه نفوذ کند. برای ایجاد بیواتانول از کاه، ابتدا باید آن را خرد و آسیاب نمایید و آن را با آب در یک مخزن بزرگ مخلوط کنید. استفاده از نور خورشید در شرایط فعلی جهت بهینه‌سازی تولید، مناسب نیست، زیرا بعید است که نور خورشید بتواند به خمیر کاه نفوذ زیادی کند. البته این امکان وجود دارد که شما بتوانید این کشف را برای سایر بیوتکنولوژی‌ها اعمال کنید تا بتوانید پیوندهای شیمیایی را بشکنید."

ترجمه و تلخیص: سارا هجری

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع خبر

مقاله منبع