Biofuel & Produksi Kimia Dari Rahasia Kambing

Elway, seekor kambing di pulau San Clemente, dapat mengajari kita banyak hal tentang perubahan. Uang: UC Santa Barbara

Dari biofuel dan bahan kimia berharga lainnya hingga produksi metana, studi genomik berfokus pada sekresi usus kambing.

Michelle O’Malley telah didorong oleh patogen. Sejak ia mulai belajar kedokteran gastrointestinal, profesor teknis UC Santa Barbara telah memimpin sejumlah siswa ke gelar mereka, memenangkan penghargaan karir pertama dan menengah (termasuk persetujuan Presiden Obama), mendapatkan posisi, dan dipromosikan menjadi profesor penuh. Dia memiliki tiga anak di sepanjang jalan. Sepanjang waktu: kambing dan kambing.

“Ini sudah lama sekali di lab saya,” kata O’Malley, seorang peneliti tahun 2015 yang memulai proses mengeluarkan kuman dari kantong besar. Hasil? Untuk memahami bagaimana hewan ini bekerja, melalui mikrobioma mereka, mengekstraksi energi dari tumbuhan, terutama bagian padat, bukan makanan, sementara gula terperangkap di balik dinding perut yang kuat. Memahami proses ini dapat mengungkap cara memperoleh bahan mentah yang diperlukan untuk berbagai nutrisi penting dalam kehidupan modern – dari biofuel hingga obat-obatan – semuanya dari curah, aditif, kemasan. Ini, pada gilirannya, dapat mengurangi atau mengurangi ketergantungan kita pada sumber daya terbatas yang tersedia untuk sumber daya ini.

Sekarang, O’Malley telah mencapai klimaks lainnya. Di koran di koran ini Sumber daya alam, ia dan timnya menjelaskan lebih dari 400 efek overdosis anaerobik, yang mencakup lebih dari 700 genom yang diinduksi oleh mikro-organisme dan ribuan enzim baru, serta solusi untuk banyak metana yang biasa digunakan oleh sapi dan kambing.

Panggilan Mikroba

“Salah satu hal yang ingin kami lakukan dengan penelitian ini adalah bertanya kepada diri sendiri apakah kami dapat mempelajari pelatihan pencernaan yang ditawarkan kambing,” kata O’Malley. Seperti semua insinerator, kambing memiliki mikrobioma yang telah berevolusi selama jutaan tahun untuk menghasilkan enzim kuat yang memecah lapisan padat tumbuhan, memungkinkan hewan menyerap nutrisi dari berbagai tumbuhan.

“Tujuan dari studi ini adalah untuk mempelajari mikroba, dan yang terpenting, kelompok serangga yang melakukan fungsi kompleks ini,” katanya.

Yang menarik bagi para peneliti adalah non-bakteri yang menghasilkan cacar kambing – “kurang aktif” seperti jamur anaerob yang merupakan persentase kecil dari populasi yang dikendalikan oleh bakteri. Tidak hanya anggota lokal dan minoritas, itu sulit secara budaya, kata O’Malley. Karena penelitian penyakit mikrobioma telah berlangsung lama, banyak penelitian mengabaikan kontribusi anggota yang sebenarnya tidak ditemukan dalam mikrobioma.

“Tidak ada yang melihat penderitaan anggota yang membutuhkan,” katanya.

Dengan sekitar 400 kemajuan dalam eksperimen pembuangan limbah Elway, Kambing Penduduk Pulau San Clemente tinggal di Kebun Binatang Santa Barbara, para peneliti mengecam orang yang hidup dengan berbagai mikroba yang memiliki tingkat residu tumbuhan berbeda. Dia juga membuat beberapa dari orang-orang ini menggunakan antibiotik untuk mencegah pertumbuhan bakteri, membiarkan mikroba seperti jamur dan metanogen (organisme bersel tunggal dari Archaea) untuk mengambil kendali.

“Dan kami telah sepenuhnya mengubah semua budaya ini,” kata O’Malley. “Kami tahan dengan senjata DNA urutan bersama Anda membangun kembali genom yang lebih tinggi, dan ini memberi kami gambaran dari semua yang ada di sana. Kami kemudian mempelajari genom ini untuk mengidentifikasi enzim dan mekanisme yang memberi kami wawasan tentang peran mikroorganisme dalam mikrobioma. ”Peneliti O’Malley mengikuti model ini di departemen Energy Joint Genome Institute (JGI) sebagai bagian dari Program Ilmu Komunitas JGI; bekerja sama dengan pakar JGI dalam merancang metagenom dan genomik jamur dalam penelitian ini.

Dengan melakukan itu, tim mengidentifikasi lebih dari 700 spesies hewan kecil yang “terspesialisasi dalam spesies”, menurut penelitian tersebut. Selain itu, ada jamur langka yang sudah dipisahkan dari tumbuhan yang lebih besar.

“Tapi ini pertama kalinya kami melihat mereka bekerja, di komunitas mereka,” kata O’Malley.

Pemukulan Parah

Untuk sejumlah kecil orang, jamur memainkan peran utama dalam degradasi sisa tanaman.

“Mereka merupakan bagian terbesar dari nutrisi yang terkuras dari residu yang diandalkan komunitas untuk menangkap mereka,” kata O’Malley. Selain itu, menurut makalah tersebut, jamur memiliki mekanisme lain, seperti kemampuannya menembus dinding tanaman, dan kemampuannya menunjukkan unsur hara tersebut.

Para peneliti juga menemukan bahwa peningkatan degradasi residu tanaman disebabkan oleh peningkatan produksi metana di Consortia yang dikendalikan jamur. Meski di usus bakteri dan jamur usus membentuk ikatan dengan metanogen, terutama transfer karbon ke arkeolog yang membuatnya menjadi gas alam, jamur tampaknya sangat efektif.

“Kami pikir jamur sangat efektif dalam mematikan karbon menjadi metana,” kata O’Malley. “Dengan kata lain, jamur tidak membentuk kelas zat dasar seperti bakteri. Bakteri menghasilkan lebih sedikit lemak dan zat obat lain, selain metana. Namun, jamur dapat memiliki jalur yang lebih pendek menuju metanogen.” Menurut surat kabar tersebut, ” jamur sangat berguna. melepaskan metana lebih dari yang mereka ketahui. “

Terobosan ini dan lainnya dari penelitian ini membawa kita lebih dekat ke pengembangan teknologi mikroba untuk mendapatkan nutrisi penting dari selulosa, komponen paling alami di dunia. O’Malley dan timnya fokus untuk memahami peran dan hubungan antara anggota gosip, dan melihat ke masa depan tentang bagaimana kelompok kecil mikroba dapat membuat lebih banyak produk.

“Bisakah kita membuat mesin yang menghasilkan tidak hanya satu jenis serangga mikroskopis, tetapi beberapa, atau banyak? Bisakah kita membuat sistem kelistrikan yang kompleks seperti lingkungan? Itulah tujuan utama di sini,” kata O’Malley.

Referensi: “Analisis genomik dan fungsional dari jamur dan konsorsium bakteri yang berkontribusi pada penghancuran lignoselulosa di usus kambing” oleh Xuefeng Peng, St. Elmo Wilken, Thomas S. Lankiewicz, Sean P. Gilmore, Jennifer L. Brown, John K. Henske Candice L. Swift, Asaf Salamov, Kerrie Barry, Igor V. Grigoriev, Michael K. Theodorou, David L. Valentine dan Michelle A O’Malley, 1 Februari 2021, Sumber daya alam.
DOI: 10.1038 / s41564-020-00861-0

Sebuah penelitian yang dilakukan di Xuefeng “Nick” Peng, St. Elmo Wilken, Thomas S. Lankiewicz, Sean P. Gilmore, Jennifer L. Brown, Joh K. Henske, Candice L. Swift dan David L. Valentine dari UC Santa Barbara; Asaf Salamov, Kerrie Barry dan Igor V. Grigoriev dari departemen Energy Joint Genome Institute di Lawrence Berkeley National Laboratory; oleh Michael K. Theodorou dari Harper Adams University di Inggris Studi ini didukung oleh organisasi dari National Science Foundation, departemen Energi melalui Joint BioEnergy Institute (JBEI) di Lawrence Berkeley National Laboratory, Institute for Collaborative Biotechnologies (ICB) , dan Hibah Kemitraan Baru dari California NanoSystems Institute (CNSI) di kampus UC Santa Barbara.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.