Formatotrophs
ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் என்பது கார்பன் மூலமாகப் பயன்படுத்த அல்லது சக்தியைக் குறைக்க ஃபார்மேட் அல்லது ஃபார்மிக் அமிலத்தை ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய உயிரினங்கள் ஆகும். சில எழுத்தாளர்கள் ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்களை மெத்தனோஜென்களின் ஐந்து ட்ரோபிக் குழுக்களில் ஒன்றாக வகைப்படுத்துகின்றனர், இதில் ஹைட்ரஜனோட்ரோஃப்கள், அசிட்டோட்ரோஃப்கள், மெத்திலோட்ரோஃப்கள் மற்றும் ஆல்கஹோலோட்ரோஃப்கள் அடங்கும். ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் உயிரி தொழில்நுட்பத்தில் பயன்பாடுகளுக்கான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன, இது ஒரு "ஃபார்மேட் பயோஎகானமியின்" ஒரு பகுதியாகும், இதில் ஒருங்கிணைந்த ஃபார்மேட் நுண்ணுயிரிகளுக்கான ஊட்டச்சத்தாக பயன்படுத்தப்படலாம். கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலிலிருந்து மின் வேதியியல் ரீதியாக ஃபோர்மேட்டை ஒருங்கிணைக்க முடியும், மேலும் உயிரி எரிபொருள்களாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய உயிர்வேதியியல் பொருட்களின் உற்பத்தியை மேம்படுத்துவதற்காக ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் மரபணு ரீதியாக மாற்றியமைக்கப்படலாம். ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்களை வளர்ப்பதில் உள்ள தொழில்நுட்ப வரம்புகள் இயற்கையான ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்களின் கண்டுபிடிப்பை மட்டுப்படுத்தியுள்ளன மற்றும் அவற்றின் ஃபார்மேட்-மெட்டபாலைசிங் என்சைம்களின் ஆராய்ச்சியைத் தடுத்துள்ளன, அவை கார்பன் வரிசைப்படுத்தல் மற்றும் வானியற்பியல் பயன்பாடுகளுக்கு ஆர்வமாக உள்ளன. சொற்பிறப்பியல் ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் தங்கள் பெயரை லத்தீன் ஃபார்மிகா என்பதிலிருந்து பெறுகின்றன, அதாவது "எறும்பு" (ஃபார்மிக் அமிலம் எறும்புகளில் இரசாயன பாதுகாப்பாக இருப்பதற்காக பெயரிடப்பட்டுள்ளது) மற்றும் கிரேக்க ட்ரோஃபிகோஸ் என்பதிலிருந்து பெறப்படுகின்றன, அதாவது "ஊட்டச்சத்து அல்லது உணவு தொடர்பானவை". இயற்கையான ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் மற்றும் அவற்றின் சுற்றுச்சூழல் பங்கு ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் சின்ட்ரோபிக் உறவுகள் மூலம் முக்கிய வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறைகளைச் செய்கின்றன. இந்த உறவுகளில், பல்வேறு சூழல்களில் ஆற்றல் அல்லது கார்பன் வளர்சிதை மாற்றத்திற்காக ஃபார்மேட் அறுவடை செய்யப்படுகிறது. கார்பன் சுழற்சி மற்றும் ஹைட்ரஜன் போன்ற குறைக்கும் முகவர்களின் பரிமாற்றம் தொடர்பான உயிர் வேதியியல் செயல்பாட்டில் இந்த எதிர்வினைகள் குறிப்பாக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை, அவை உயிரற்ற வடிவத்துடன் ஒரு முக்கிய கல்லாக செயல்படுகின்றன. சில மெத்தனோஜெனிக் உயிரினங்கள் ஃபார்மேட்டை ஹைட்ரஜன் மற்றும் பைகார்பனேட்டாக மாற்றுகின்றன, இது மற்ற மெத்தனோஜென்களுக்கு ஹைட்ரஜனை வழங்குகிறது. ஃபார்மேட்டின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் போது இருக்கும் மெத்தனோஜென்களுடன் சின்ட்ரோபிக் தொடர்புகளில் உள்ள ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்களால் ஃபார்மேட் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம்; இல்லையெனில், ஃபார்மேட் ஆக்சிஜனேற்றம் வளர்ச்சியை ஆதரிக்க ஆற்றலாக போதுமானதாக இருக்காது மற்றும் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக விரும்பத்தகாதது (τG = + 1.3 kJ/mol). எனவே ஹைட்ரஜனை அகற்ற குறைந்தபட்சம் ஒரு மெத்தனோஜெனிக் கூட்டாளர் நுண்ணுயிரியாவது இருக்க வேண்டும். டெசல்புரோகோகஸ் அமிலோலிடிகஸ் போன்ற சில நுண்ணுயிரிகளால் ஃபார்மேட்டை கார்பன் டை ஆக்சைடு, அசிடேட், சிட்ரேட் மற்றும் எத்தனால் ஆக மாற்ற முடியும். ஆக்சிஜனேற்றச் சமன்பாட்டை உருவாக்குங்கள் HCOO-+ H2O-> HCO3-+ H2 இயற்கையான ஃபார்மோடோட்ரோஃப்களின் எடுத்துக்காட்டுகள் மெத்திலசிடிபிலம் sp. RTK17.1 குப்ரியவிடஸ் நெகேட்டர் டெசல்புரோகோகஸ் அமிலோலிடிகஸ் தெர்மோகொக்கஸ் ஓன்னுரினியஸ் மெத்திலோபாக்டீரியம் எக்ஸ்டர்க்வென்ஸ் சமீபத்திய மெட்டஜெனோமிக் ஆய்வுகள் அட்லாண்டிக் பெருங்கடலில் உள்ள அல்கலைன் ஹைட்ரோதெர்மல் புகைபோக்கிகளின் பகுதியான லாஸ்ட் சிட்டி ஹைட்ரோதெர்மல் புலத்தில் சாத்தியமான ஃபார்மோடோட்ரோஃப்களின் பரவலான இருப்பைக் குறிக்கின்றன, அங்கு பாறைப் பொருட்களின் பாம்புமயமாக்கல் எதிர்வினைகள் கால்சியம் கார்பனேட் கட்டமைப்புகள், ஹைட்ரஜன், மீத்தேன், ஃபார்மேட் மற்றும் பிற கூறுகளை உருவாக்குகின்றன. புகைபோக்கிகளின் வெளிப்புறங்கள் பொதுவாக பயோஃபில்மில் பூசப்படுகின்றன. கடுமையான சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன, ஏனெனில் இரசாயன எதிர்வினைகள் கரைந்த கனிம கார்பனின் செறிவுகளை குறைவாக வைத்திருக்கின்றன, இது கார்பன் டை ஆக்சைடு முதன்மை கார்பன் ஆதாரம் அல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. எனவே, புலத்தில் காணப்படும் ஃபார்மேட்டின் அதிக செறிவு (36 முதல் 158 மைக்ரோ மீட்டர்) காரணமாக ஃபார்மேட் முக்கிய கார்பன் மூலமாகும் என்று ஆரம்ப ஆய்வுகள் கருதுகின்றன. ஆய்வக தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் கலாச்சாரத்தில் உள்ள சிரமங்கள் காரணமாக நீர் வெப்ப புலத்தில் உள்ள நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் வளர்சிதை மாற்றம் பெரும்பாலும் அறியப்படவில்லை. மெட்டஜெனோமிக் மற்றும் மரபணு சான்றுகள் லாஸ்ட் சிட்டி புகைபோக்கிகளில் உள்ள ஃபார்மேட்டை முக்கிய கார்பன் ஆதாரமாக ஒருங்கிணைப்பதை ஆதரிக்கின்றன. மெட்டாஜெனோம் கூடியிருந்த மரபணுக்கள் (எம்ஏஜி) மிகவும் ஏராளமான மரபணு மெத்தனோசார்ஸினல்களில் இருப்பதாக தீர்மானித்தது, இது ஃபார்மேட் வளர்சிதை மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளை வழங்கவில்லை, மேலும் குளோரோஃப்ளெக்சோட்டா (முன்பு குளோரோஃப்ளெக்ஸி) எம்ஏஜி ஐந்து மடங்கு குறைவாக இருந்தது. லாஸ்ட் சிட்டியில் உள்ள புகைபோக்கிகளின் மீது உருவாக்கப்பட்ட பயோஃபில்ம், புவி வேதியியல் எதிர்வினைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில், பூமியில் வாழ்க்கையின் ஆரம்ப நாட்களில் செயல்பாட்டில் இருந்திருக்கக்கூடிய ஒரு சாத்தியமான கார்பன் சுழற்சியின் ஒரு பார்வையை வழங்குகிறது. இதேபோல், அல்ட்ராபேசிக் நிலத்தடி நீரில் கார்பன் ஒருங்கிணைப்பு உத்திகள் பற்றிய ஆய்வுகள் அல்ட்ராமாஃபிக் கோஸ்ட் ரேஞ்ச் ஓபியோலைட் நுண்ணுயிர் ஆய்வகத்தில் (சி. ஆர். ஓ. எம். ஓ) துளையிடப்பட்ட கிணறுகளில் வேதியியல் தொகுப்பு நுண்ணுயிர் எதிர்வினைகளை ஆராய்ந்தன, மேலும் அந்த நீர்த்தேக்கங்களில் உள்ள நுண்ணுயிர் சமூகங்கள் கார்பன் ஆதாரங்களாக ஃபார்மேட் மற்றும் மீத்தேன் உள்ளிட்ட பாம்புமயமாக்கலின் தயாரிப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன என்பதைக் கண்டறிந்தன. சி. நெகேட்டர் மிகவும் நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஏரோபிக் ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்களில் ஒன்றாகும். இது கார்பன் டை ஆக்சைடு, ஃபார்மேட் மற்றும் ஹைட்ரஜனை கார்பன் மற்றும் ஆற்றல் ஆதாரங்களாகப் பயன்படுத்தலாம் மற்றும் ஒரு டினைட்ரிஃபிகேஷன் செயல்முறையைக் கொண்டுள்ளது. இது பயோபிளாஸ்டிக் பொறியியலில் ஆர்வமுள்ள கலவையான பாலிஹைட்ராக்ஸிஅல்கனோயேட் உற்பத்திக்காக ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஒரு மாதிரி நுண்ணுயிரியாகும். ஆல்கஹால்கள் மற்றும் பிற உயிர் அடிப்படையிலான சேர்மங்களின் தொகுப்புக்கான வளர்சிதை மாற்ற பொறியியலுக்கான சேசிஸாகப் பயன்படுத்த இது குறிப்பாக கவனத்தை ஈர்த்து வருகிறது. வேதியியல் ரீதியாக வரையறுக்கப்பட்ட ஊடகங்களில் அடையக்கூடிய வரையறுக்கப்பட்ட செல் அடர்த்தி இந்த திரிபுடன் மேலும் பொறியியலுக்கான குறிப்பிடத்தக்க வரம்பாகும். ஒருங்கிணைப்பு வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளை உருவாக்குதல் ஒருங்கிணைப்புக்கான இயற்கையான வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளில் குறைப்பு பெண்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதை, செரின் பாதை, அசிட்டோஜன்களில் குறைப்பு அசிடைல்-கோஏ பாதை, மெத்தனோஜன்களில் குறைப்பு அசிடைல்-கோஏ பாதை மற்றும் கிளைசின் பாதை ஆகியவை அடங்கும். குறைப்பு பென்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதை 1 அசிடைல்-CoA ஐ உற்பத்தி செய்ய 11 வடிவ மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் குறைப்பு அசிடைல்-CoA பாதை 4 ஐ மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது. கார்பன் வரிசைப்படுத்தலுக்கான ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் ஃபார்மேட்டின் குறைந்த அயனியாக்க திறன் நுண்ணுயிரிகளுக்கு குறைக்கும் சக்தியை வழங்க ஒரு நல்ல எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளராக அமைகிறது. கார்பனை பிரிக்க, மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஃபார்மேட்டின் உற்பத்தி-ஒரு உயிரற்ற செயல்முறை-ஒரு உயிரியல் செயல்முறையுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம், இது கார்பன் ஆதாரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஃபார்மேட்டோட்ரோபிக் நுண்ணுயிரிகள் மதிப்புமிக்க இரசாயனங்களை உற்பத்தி செய்ய சாத்தியமான வகையில் பயன்படுத்தப்படலாம். சில ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்கள் ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன, எனவே ஃபார்மேட்டின் நொதித்தல் பற்றிய பெரும்பாலான ஆராய்ச்சிகள் செயற்கை பாதைகளின் வளர்ச்சி அல்லது வெவ்வேறு நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து பொருந்தக்கூடிய என்சைம்களை முற்றிலும் புதிய பாதைகளை உருவாக்குவதற்கும், இயக்கப்படும் பரிணாம நுட்பங்களால் என்சைம்களை மேம்படுத்துவதற்கும் கவனம் செலுத்துகின்றன. தற்போதுள்ள ஃபார்மேட்-ஃபிக்ஸிங் எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ அல்லது புதிய என்சைம்களை வடிவமைப்பதன் மூலமோ, உயிரி எரிபொருள்கள், பிற உயிர்ச்சேர்க்கை பொருட்கள் அல்லது ஒற்றை செல் புரதத்தின் உற்பத்திக்கு ஃபார்மேட்டை ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய பல வழிகள் உள்ளன. அமெரிக்க எரிசக்தித் துறை, அமெரிக்க தேசிய புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆய்வகம் மற்றும் அமெரிக்க மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி திட்டங்கள் நிறுவனம்-எரிசக்தி ஆகியவை சி. நெகேட்டருடன் ஃபார்மேட் ஒருங்கிணைப்பை மேம்படுத்த நிதி வாய்ப்புகளை அமைத்துள்ளன. பாம்புமயமாக்கல் அமைப்புகளில் வளரும் நுண்ணுயிரிகள் உயிரற்ற மற்றும் உயிரியல் அமைப்புகளுக்கு இடையில் கார்பன் சுழற்சியைப் புரிந்துகொள்ள ஆர்வமாக உள்ளன. இந்த ஆய்வுகள் வானியற்பியல் மற்றும் பரிணாமம் மற்றும் வாழ்க்கையின் தோற்றம் பற்றிய ஆய்வுகளில் மேலும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. குறிப்புகள் ஃபார்மேட்டோட்ரோஃப்ஸ்