Metagenics
மெட்டஜெனிக்ஸ் என்ற சொல் முன்னொட்டு மெட்டா மற்றும் பின்னொட்டு ஜென் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. உண்மையில், இதன் பொருள் "படைக்கும் ஒன்றின் உருவாக்கம்" என்பதாகும். உயிரி தொழில்நுட்பத்தின் சூழலில், மெட்டஜெனிக்ஸ் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட நொதி, புரதம் அல்லது பிற உயிர்வேதியியலை எளிய தொடக்க பொருட்களிலிருந்து உருவாக்கும் பொறியியல் உயிரினங்களின் நடைமுறையாகும். அமினோ அமிலங்களைத் தொடங்குவதிலிருந்து மனித இன்சுலினை உற்பத்தி செய்யும் குறிப்பிட்ட பணியுடன் ஈ. கோலியின் மரபணு பொறியியல் ஒரு எடுத்துக்காட்டு. ஈ. கோலை தாவர உயிர்த்திரளை ஜீரணிக்கவும், உயிரி எரிபொருள்களை ஒருங்கிணைக்க ஹைட்ரோகார்பன்களை உற்பத்தி செய்யவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஈ. கோலியில் மெட்டஜெனிக்ஸின் பயன்பாடுகளில் அதிக ஆல்கஹால்கள், கொழுப்பு அமில அடிப்படையிலான இரசாயனங்கள் மற்றும் டெர்பீன்கள் ஆகியவை அடங்கும். உயிரி எரிபொருள்கள் இருபத்தியோராம் நூற்றாண்டில் பெட்ரோலிய ஆதாரங்களின் சரிவு மற்றும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயு உமிழ்வுகளின் அதிகரிப்பு ஆகியவை நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து உயிரி எரிபொருள்களின் வளர்ச்சிக்கு உந்து காரணியாக இருந்து வருகின்றன. ஈ. கோலை தற்போது உயிரி எரிபொருள் உற்பத்திக்கு சிறந்த தேர்வாக கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் மரபணுவைப் பற்றிய அறிவு உள்ளது. இந்த செயல்முறை பயோமாஸை எரிபொருள்களாக மாற்றுகிறது, மேலும் தொழில்துறை அளவில் வெற்றிகரமாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, 2007 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்கா 6,4 பில்லியன் கேலன் பயோஎத்தனால் உற்பத்தி செய்துள்ளது. பயோஎத்தீனால் தற்போது மாற்று எரிபொருள் உற்பத்தியில் முன்னணியில் உள்ளது மற்றும் நொதித்தல் மூலம் எத்தனால் உருவாக்க S.cerevisiae மற்றும் ஜைமோமோனாஸ் மொபிலிஸ் பயன்படுத்துகிறது. இருப்பினும், இந்த உயிரினங்கள் பெண்டோஸ் சர்க்கரைகளைப் பயன்படுத்த முடியாது என்பதால் அதிகபட்ச உற்பத்தித்திறன் குறைவாக உள்ளது, இது E.coli மற்றும் க்ளோஸ்ட்ரிடியாவைக் கருத்தில் கொள்ள வழிவகுக்கிறது. குளுக்கோஸை இரண்டு மோல்கள் ஃபார்மேட், இரண்டு மோல்கள் அசிடேட் மற்றும் ஒரு மோலாக வளர்சிதை மாற்றத்தின் மூலம் காற்றில்லா நிலைமைகளின் கீழ் எத்தனால் உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்டது. பயோஎத்தனால் ஒரு தொழில்துறை அளவில் ஒரு வெற்றிகரமான மாற்று எரிபொருள் ஆதாரமாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ள நிலையில், அதன் குறைபாடுகளும் உள்ளன, அதாவது, அதன் குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி, அதிக நீராவி அழுத்தம் மற்றும் ஹைக்ரோஸ்கோபிசிட்டி. பயோபியூட்டனால், பயோடீசல், புரோப்பனால் மற்றும் செயற்கை ஹைட்ரோகார்பன்கள் ஆகியவை பயோஎத்தனாலுக்கு தற்போதைய மாற்றுகளில் அடங்கும். பயோடீசல்களின் மிகவும் பொதுவான வடிவம் கொழுப்பு அமில மெத்தில் எஸ்டர்கள் மற்றும் தற்போதைய தொகுப்பு உத்திகள் தாவர எண்ணெய்களில் இருந்து ட்ரைஅசைல் கிளிசரோல்களின் டிரான்ஸ்டெஸ்டரிஃபிகேஷனை உள்ளடக்கியது. இருப்பினும், தாவர எண்ணெய்கள் போட்டி விலையில் எண்ணெய் வித்துக்கள் கிடைப்பதில் ஒரு பெரிய வரம்பைக் கொண்டுள்ளன, இது பாக்டீரியாவில் உள்ள கொழுப்பு அமில மெத்தில் எஸ்டர்களின் நேரடி தொகுப்பில் ஆர்வத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த செயல்முறை டிரான்ஸ்எஸ்டரிஃபிகேஷனைத் தவிர்த்து, அதிக ஆற்றல் விளைச்சலுக்கும் குறைந்த உற்பத்தி செலவுக்கும் வழிவகுக்கிறது. சாத்தியமான உயிரி எரிபொருள்களின் உற்பத்தியில் உள்ள முக்கிய தடைகளில் ஒன்று, பெட்ரோலியத்துடன் உயிரி எரிபொருளின் அதிகபட்ச கலவை விகிதம் 10 சதவீதம் முதல் 20 சதவீதம் வரை உள்ளது, தற்போதைய உயிரி எரிபொருள்கள் அதிக செயல்திறன் கொண்டவை அல்ல, குறைந்த உமிழ்வு இயந்திரங்கள் மற்றும் உள்கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர மறுவடிவமைப்பில் விலையுயர்ந்த மாற்றங்கள் தேவைப்படும். தற்போதைய சில்லறை போக்குவரத்து எரிபொருள்களை உருவாக்கும் ஹைட்ரோகார்பன்கள் என்பதால், தற்போதைய புதைபடிவ எரிபொருள்களை நிலையான வழிமுறைகள் மூலம் மாற்றக்கூடிய உயிரி எரிபொருள்களின் உற்பத்தி மூலம் இந்த தடையை சமாளிக்க எக்ஸிடெர் பல்கலைக்கழக ஆய்வு முயன்றது, அதாவது, என்-ஆல்கேன்கள், ஐசோ-ஆல்கேன்கள் மற்றும் என்-ஆல்கேன்களின் உற்பத்தி. பி. லுமினெசென்ஸ் கொழுப்பு அமில ரிடக்டேஸ் (எஃப்ஏஆர்) காம்ப்ளக்ஸ் மூலம் மேற்கூறிய ஹைட்ரோகார்பன்களின் உற்பத்திக்கு பொருத்தமான அடி மூலக்கூறுகளை இந்த ஆய்வு கண்டறிந்தது. உயிரி எரிபொருள்களுக்கான பயோடெக்னாலஜியில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வில், வளர்சிதை மாற்ற பொறியியல் மூலம் குறுகிய மற்றும் கிளை-சங்கிலி அல்கைல் எஸ்டர்கள் பயோடீசலை உற்பத்தி செய்ய எஸ். செரிவிசியாவைப் பயன்படுத்தியது. ஐ. என். ஓ 1 மரபணுவுக்கான எதிர்மறை கட்டுப்பாட்டாளர்கள், ஆர். பி. டி 3 மற்றும் ஓபி 1 ஆகியவை எஸ். செரிவிசியாவின் கொழுப்பு அமில எஸ்டர்களை உற்பத்தி செய்யும் திறனை அதிகரிக்க நீக்கப்பட்டன. ஆல்கஹால் முன்னோடிகளின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க, ஐந்து ஐசோபியூட்டனால் பாதை நொதிகள் மிகைப்படுத்தப்பட்டன. இன்சுலின் உற்பத்தி மறுசீரமைப்பு இன்சுலினின் தேவை அதிகரிப்பு உலகளவில் நீரிழிவு நோயாளிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதன் மூலமும், அதிக அளவு தேவைப்படும் உள்ளிழுக்கும் மற்றும் வாய்வழி வழிகள் போன்ற மாற்று விநியோக முறைகள் மூலமும் விளக்கப்படலாம். மறுசீரமைப்பு டிஎன்ஏ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஈ. கோலை மனித இன்சுலின் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். மனித உடலுக்குள் இன்சுலினின் உயிரியக்கவியல் கால்நடை அல்லது முள்ளம்பன்றி தொகுப்பை விட குறிப்பிடத்தக்க நன்மையை வழங்குகிறது, அவை பெரும்பாலும் நீரிழிவு நோயாளிகளுக்கு நோயெதிர்ப்பு சக்தியை வழங்குகின்றன. இதை நிறைவேற்ற, மனித இன்சுலினுக்கான செயற்கை மரபணுக்கள் E.coli இன் β-கேலக்டோசிடேஸ் மரபணுவுடன் இணைக்கப்படுகின்றன, அங்கு அவை டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனுக்கு உட்பட்டு இறுதியில் புரதங்களாக மாற்றப்படுகின்றன. இன்சுலின் போன்ற மரபணு தயாரிப்புகளின் உயிர்ச்சேர்க்கையில் ஈ. கோலை போன்ற நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான வரம்புக்குட்பட்ட காரணி நேரம், இருப்பினும் ஒலிகோனியூக்ளியோடைடுகள் மற்றும் திரவ குரோமடோகிராஃபியின் தொகுப்பில் ஏற்பட்ட முன்னேற்றங்கள் காரணமாக, டிஎன்ஏ துண்டுகளுக்குத் தேவையான உற்பத்தி நேரம் பெரிதும் குறைந்துள்ளது. மறுசீரமைப்பு மனித இன்சுலின் முதன்முதலில் 1980 இல் மருத்துவ பரிசோதனைகளுக்கு அங்கீகரிக்கப்பட்டது. இந்த நேரத்தில் இன்சுலினின் ஏ மற்றும் பி சங்கிலிகள் தனித்தனியாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு பின்னர் வேதியியல் ரீதியாக இணைக்கப்பட்டன. இரண்டு சங்கிலிகளையும் இணைப்பது பெரும்பாலும் குறைந்த செயல்திறனுடன் காற்று ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்டது. கோய்டெல் மற்றும் பலர் 1978 ஆம் ஆண்டு மேற்கொண்ட ஆய்வு. எஸ்-சல்போனேட்டட் வழித்தோன்றல்கள் மூலம் ஏ மற்றும் பி சங்கிலிகளை சரியாக இணைப்பதையும், ஏ சங்கிலியை அதிகமாக இணைப்பதையும் வெற்றிகரமாக நிறைவேற்றியது, இதன் விளைவாக 50-80% சரியான இணைப்பை ஏற்படுத்தியது. சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் ஈ. கோலை செல்களில் மனித புரோயின்சுலின் மரபணுவை செருகுவதன் மூலம் சங்கிலிகளை ஒன்றாக ஒருங்கிணைக்க அனுமதித்துள்ளன, அவை நொதித்தல் மூலம் புரோயின்சுலினை உற்பத்தி செய்கின்றன. மேலும் படிப்பது மனித இன்சுலினுக்கான வேதியியல் ரீதியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட மரபணுக்கள் எஸ்செரிச்சியா கோலை இல் இலவச கொழுப்பு அமிலக் குளங்களை இலக்கு மாற்றியமைப்பதன் மூலம் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட பெட்ரோலியம்-பிரதி எரிபொருள் மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பு கொழுப்பு அமில குறுகிய மற்றும் கிளை-சங்கிலி அல்கைல் எஸ்டர்கள் பயோடீசல் ஜின்கோ பயோவர்க்ஸ் உற்பத்திக்காக சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியாவின் வளர்சிதை மாற்ற பொறியியல் குறிப்புகள் உயிரி தொழில்நுட்ப மரபணு பொறியியல்