|
گروهي از محققان در دانشگاه ايالتي «ميشيگان» آمريکا به سرپرستي يک دانشمند ايراني، موفق شده اند با استفاده از گياه ذرت تغيير ژنتيكي يافته و آنزيم موجود در معده گاو، سوخت زيستي ارزان قيمت توليد کنند.
به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين گونه جديد ذرت که از نظر ژنتيکي تغييراتي در آن ايجاد شده، توليد سوختهاي زيستي را بسيار مقرون به صرفه مي کند بدون اينکه به بذر گياه آسيبي برسد.
در حال حاضر توليد سوختهاي زيستي از جمله اتانول، بيشتر به وسيله دانه هاي گياه انجام مي شود و از برگها و ساقه گياه استفاده نمي شود، چرا که شکستن (تجزيه) سلولز موجود در برگها و ساقه ذرت و تبديل آن به قند و اتانول، روندي بسيار دشوار و پرهزينه است؛ اما کشف جديد، اين امکان را فراهم مي کند که از برگها و ساقه هاي گياه، که پسمانده هاي آن محسوب مي شوند، براي توليد ارزان اتانول استفاده شود و دانه هاي گياه هم بدون آنکه به سوخت بدل شود مانند گذشته به عنوان مواد غذايي مصرف شود.
پژوهشگران دانشگاه ايالتي ميشيگان به سرپرستي دکتر مريم بهروز (استيکلن) موفق شدند ذرتي را توليد کنند که حاوي آنزيم خاصي است. اين همان آنزيمي است که به گاو امکان مي دهد که برگها و ساقه هاي فيبري گياه را هضم کرده و به قندهاي ساده تبديل کند.
دکتر بهروز درباره ايده اوليه اين تحقيق مي گويد: کشف ها و اختراعات ما هميشه از طبيعت الهام مي گيرد. در اين مورد من فکر کردم که يک گاو که مثلا در آفريقا زندگي مي کند و فقط علف هاي بياباني و بوته هاي خار مي خورد، چطور مي تواند آنها را هضم کند و به انرژي تبديل کند. بعد متوجه شديم که ميکروبي در داخل شکم دوم يا معده دوم گاو وجود دارد که داراي آنزيم خاصي است و علفي که مي خورد به کمک آن، به انرژي تبديل مي شود.
محققان اين ژن مخصوص را به ژنوم گياه ذرت اضافه کردند. به اين ترتيب قند موجود در برگ ها و ساقه گياه ذرت بدون اضافه کردن مواد شيميايي مصنوعي گران قيمت، به قندهاي ساده تبديل مي شود و در مرحله بعد از آن اتانول گرفته مي شود.
براي تبديل فيبر به قند سه نوع آنزيم مختلف لازم است. ذرت جديدي که در دانشگاه ايالتي ميشيگان توليد شده داراي هر سه آنزيم لازم است که در سه مرحله به ذرت اضافه شده است: ذرت نسل اول، با کمک آنزيمي توليد شد که در ميکروب موجود در چشمه هاي آب گرم وجود داشت. آنزيمي که با آن مي شود سلولز گياه را به دو قسمت بزرگ (پلي ساکاريد) تقسيم کرد.
ذرت نسل دوم با کمک ژن موجود در نوعي قارچ طبيعي بوجود آمد که قطعات بزرگ سلولز را که از مرحله اول بدست آمده بود به قندهاي دو تايي (دي ساکاريد) تبديل مي کند.
ذرت نسل جديد با کمک آنزيم موجود در معده گاو توليد مي شود. آنزيمي که مولکولهاي قندهاي دو تايي را به قندهاي ساده (مونو ساکاريد) مي شکند و اين قندهاي ساده به راحتي قابل تبديل به اتانول هستند.
به گفته کارشناسان اين مساله مهم است که عاملي خارجي به بخش خوراکي گياه يعني بذر آن اضافه نشود.
دکتر بهروز مي گويد: براي اين که اين آنزيم روي بذر گياه اثر نکند، ما اين ژن را به دستگاه فتوسنتز گياه که آن را سبز نگه مي دارد. در نتيجه اين آنزيم، فقط در بافتهاي سبز گياه ظاهر مي شود.
به گفته کارشناسان وقتي که يک عامل خارجي به گياه اضافه مي شود گياه دو راه دارد يا از بين برود و يا عامل خارجي از جمله آنزيم را از بين ببرد اما اين دانشمندان به دنبال راهي بودند که نه گياه از بين برود و نه آنزيم را از بين ببرد.
بهروز و همكارانش، ژن را به گونه اي برنامه ريزي کردند كه آنزيم پس از توليد در قسمت سبز گياه فورا در واکوئل سلول انبار شود و در آنجا بماند تا وقتي که گياه درو شده و خرد شود.
به محض خرد شدن گياه، آنزيم کمک مي کند که فيبر گياهي به قند تبديل شود و آن قند بعدا به اتانول تخمير شود.
به گزارش ايسنا، بالا رفتن قيمت نفت منجر به اقتصادي تر شدن توليد سوختهاي زيستي شده که از ذرت، نيشکر، سويا و بعضي ديگر از دانه هاي گياهي بدست مي آيد. اما برنامه جهاني غذا وابسته به سازمان ملل متحد اعلام کرده است که در سال گذشته يک صد ميليون تن غله براي توليد اتانول مورد استفاده قرار گرفته و اين ميزان بسرعت در حال افزايش است.
به همين دليل بانک جهاني و سازمان ملل متحد هشدار داده اند که در حالي که مردم جهان دچار گرسنگي اند نبايد مواد غذايي آنها را به سوخت تبديل کرد.
دکتر بهروز معتقد است که در ايران هم مي توان از کشف جديد براي تبديل پسمانده هاي نيشکر و برنج به سوخت گياهي استفاده کرد درحالي که فعلا اين پس مانده ها را مي سوزانند، فرآيندي که باعث آلودگي هوا و حتي شيوع بيماري آسم ميشود: «همين ژن را مي توان در برنج و نيشکر گذاشت اما به گونه اي که اين ژن در مورد برنج داخل بذر گياه يا بخش خوراکي آن وارد نشود و فقط روي برگها و ساقه گياه اثر بگذارد و در مورد نيشکر اين آنزيم به آن قسمتي که شکر در آن جمع مي شود وارد نخواهد شد و فقط به قسمتهايي وارد مي شود که امروزه سوزانده مي شود.»
بر اساس پيش بيني ها تا سال 2030 ميلادي، با رشد جمعيت جهان، تقاضا براي مواد غذايي پنجاه درصد بيشتر مي شود.
يافتههاي اين پژوهشگر ايراني، نه تنها باعث توليد ارزان اتانول مي شود که نسبت به سوختهاي فسيلي، آسيب کمتري به محيط زيست مي رساند، بلکه مي توان از بخش اصلي گياه يعني دانه هاي آن، به عنوان ماده غذايي استفاده کرد.
اين تحقيق هم اکنون در دانشگاه ايالتي ميشيگان به پايان رسيده و ثبت شده است.
|
