អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Bern សហការជាមួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីប្រទេសអូស្ត្រាលី និងនូវែលសេឡង់ បានបង្កើតដំណើរការដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដែលអាចឱ្យសារពាង្គកាយទាញយកថាមពលដោយផ្ទាល់ពីខ្យល់។ នេះបញ្ជាក់ថា សារពាង្គកាយមួយចំនួន ដូចជាបាក់តេរី ពិតជាអាចរស់បាននៅលើអាកាសតែម្នាក់ឯង ដោយមិនពឹងផ្អែកលើពន្លឺព្រះអាទិត្យ ឬប្រភពថាមពលផ្សេងទៀត។ ការរកឃើញនេះចង្អុលទៅលទ្ធភាពថ្មីសម្រាប់ផលិតកម្មថាមពលប្រកបដោយនិរន្តរភាព។
អ៊ីដ្រូសែនកើតឡើងនៅក្នុងបរិយាកាសរបស់យើងត្រឹមតែជាឧស្ម័នដានប៉ុណ្ណោះដែលមានកំហាប់ 0.00005% ។ ការផ្តោតអារម្មណ៍នេះនៅតែស្ថិតស្ថេរស្ទើរតែទាំងអស់ ទោះបីជាមានអ៊ីដ្រូសែនដែលទើបផលិតថ្មីចំនួន 70 លានតោនក្នុងមួយឆ្នាំក៏ដោយ—ជាចម្បងតាមរយៈដំណើរការគីមី និងការផលិតដែលបង្កឡើងដោយមនុស្ស។ ហេតុផលសម្រាប់ភាពស្ថិតស្ថេរនេះគឺមិនច្បាស់លាស់យូរមកហើយ ប៉ុន្តែឥឡូវនេះវាត្រូវបានគេដឹងថាភាគច្រើននៃវាត្រូវបានស្រូបយកដោយមីក្រូសរីរាង្គដូចជាបាក់តេរីនៅក្នុងដីដែលប្រើអ៊ីដ្រូសែនជាប្រភពថាមពល។ អង់ស៊ីមពិសេសដែលហៅថា hydrogenases ចាប់យកម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែនដ៏កម្រពីខ្យល់ ហើយបំប្លែងពួកវាទៅជាថាមពល។
អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Bern រួមជាមួយនឹងសហការីមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Otago សាកលវិទ្យាល័យ Queensland University of Technology សាកលវិទ្យាល័យ Monash និងសាកលវិទ្យាល័យ Melbourne ឥឡូវនេះបានទទួលជោគជ័យជាលើកដំបូងក្នុងការបង្កើតឡើងវិញនូវដំណើរការទ្រឹស្តីដែលសារពាង្គកាយបង្កើតថាមពលពីអ៊ីដ្រូសែនក្នុងខ្យល់ក្នុងបន្ទប់ពិសោធន៍។ លទ្ធផលដែលបានចេញផ្សាយនាពេលថ្មីៗនេះនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) ផ្តល់នូវភស្តុតាងដំបូងដែលថាដំណើរការនេះពិតជាកើតឡើង និងពន្យល់ថា ហេតុអ្វីបានជាសារពាង្គកាយមួយចំនួនអាចរស់បានក្នុងរយៈពេលយូរដោយគ្មានថាមពលពីព្រះអាទិត្យ ឬប្រភពផ្សេងទៀត។
អ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីហ្សែន មានប្រតិកម្មដើម្បីបង្កើតជាទឹក និងបញ្ចេញថាមពល
នៅក្នុងថ្នាក់គីមីវិទ្យា ដំណើរការនៃការបញ្ចេញថាមពលនេះត្រូវបានបង្ហាញជាប្រពៃណីដោយប្រើប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម។ អ៊ីដ្រូសែនពីរផ្នែក និងអុកស៊ីសែនមួយផ្នែកត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងប៉េងប៉ោងមួយ ហើយបញ្ឆេះ។ ប្រតិកម្មបង្កើតជាសំឡេងខ្លាំង ហើយទឹកត្រូវបានបង្កើតឡើងជាផលិតផលនៃប្រតិកម្ម។ សំឡេងខ្លាំងនេះបង្ហាញថាការបញ្ចូលគ្នានៃឧស្ម័នទាំងពីរនេះគឺមានថាមពលខ្លាំង ប៉ុន្តែត្រូវការថាមពលដំបូងក្នុងទម្រង់ជាកំដៅ។ Christoph von Ballmoos អ្នកដឹកនាំក្រុមស្រាវជ្រាវនៅនាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យា ជីវគីមី និងឱសថសាស្រ្តនៅសាកលវិទ្យាល័យ Bern និងជាអ្នកផ្តួចផ្តើម និងជាអ្នកនិពន្ធចុងក្រោយនៃការស្រាវជ្រាវពន្យល់ថា "ជាសំខាន់ ប្រតិកម្មដូចគ្នាកើតឡើងនៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរី។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវបានបំប្លែងក្នុងលក្ខណៈគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងដោយអង់ស៊ីម និងមិនតម្រូវឱ្យមានការបញ្ឆេះដំបូងឡើយ ។ (ATP) ជំនួសឱ្យការបាត់បង់វាជាកំដៅដូចនៅក្នុងការពិសោធន៍អុកស៊ីហ៊្សែន។
ATP (adenosine triphosphate) គឺជាប្រភពថាមពលដ៏សំខាន់នៅក្នុងកោសិកា ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់ការងារជាច្រើនដូចជា ការស្រូបយកសារធាតុចិញ្ចឹម និងការផលិត DNA និងប្រូតេអ៊ីន។ ATP ដើរតួនាទីដូចជាថ្មដែលអាចសាកបានតូចមួយ ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញបន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់។
ដើម្បីសាកល្បងថាតើដំណើរការទ្រឹស្តីនេះពិតជាអាចកើតឡើងនៅក្នុងសារពាង្គកាយអ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតឡើងវិញនូវខ្សែសង្វាក់ផ្លូវដង្ហើមសំយោគតិចតួចបំផុតពីសមាសធាតុដែលបានបន្សុត។ នៅក្នុងមនុស្ស ការដកដង្ហើមកោសិកាកើតឡើងនៅក្នុង mitochondria ហើយបំប្លែងថាមពលពីអាហារទៅជា ATP ។ នៅក្នុងដំណើរការនេះ អេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្ទេរបន្តិចម្តងៗពីម៉ូលេគុលដែលសម្បូរថាមពលទៅអុកស៊ីហ្សែន។ ថាមពលដែលបានបញ្ចេញត្រូវបានប្រើដើម្បីជំរុញវដ្តប្រូតុង ដែលបង្កើត ATP តាមរយៈ nanoturbine ។
នៅក្នុងការសិក្សាបច្ចុប្បន្ន អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតខ្សែសង្វាក់ផ្លូវដង្ហើមសំយោគតិចតួចដែលមានអង់ស៊ីមចំនួនបីដែលបានបង្កប់នៅក្នុងភ្នាស lipid សិប្បនិម្មិត ដែលមួយក្នុងចំនោមនោះ (អ៊ីដ្រូសែន) បានមកពីប្រទេសអូស្ត្រាលី ពីរផ្សេងទៀត (ស្នប់ប្រូតុង និង nanoturbine) មកពីទីក្រុង Bern ។ Stefan Moning អ្នកនិពន្ធទីពីរនៃការសិក្សា និងជានិស្សិតបណ្ឌិតនៅនាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យា ជីវគីមី និងឱសថសាស្រ្តនៅសាកលវិទ្យាល័យ Bern មានប្រសាសន៍ថា "ការលំបាកមួយនៃការពិសោធន៍នេះ ដែលយើងអាចយកឈ្នះបាននៅទីបំផុតគឺការបញ្ចូលប្រូតេអ៊ីនទៅក្នុងភ្នាសតាមរបៀបដែលប្រូតុងត្រូវបានបូមក្នុងទិសដៅត្រឹមត្រូវ" ។
ការពិសោធន៍គាំទ្រទ្រឹស្តីដែលថាសារពាង្គកាយមួយចំនួនអាចផលិតថាមពលដែលពួកគេត្រូវការដើម្បីរស់នៅតែពីធាតុផ្សំនៃខ្យល់ប៉ុណ្ណោះ។ "ទោះបីជាអ៊ីដ្រូសែនមានវត្តមាននៅក្នុងខ្យល់ក្នុងបរិមាណមិនកំណត់ក៏ដោយ អង់ស៊ីមទាំងបីគ្រប់គ្រងរក្សាថាមពលពីប្រតិកម្ម ហើយបំប្លែងវាទៅជា ATP ។ នេះគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាងនេះទៅទៀត ដោយសារអុកស៊ីសែនមានច្រើនក្រៃលែងជាង 400.000 ដងក្នុងខ្យល់ជាងអ៊ីដ្រូសែន ដូច្នេះនៅឆ្ងាយពីលក្ខខណ្ឌដ៏ល្អសម្រាប់ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម។ ត្រូវការ" von Ballmoos និយាយ។
Sarah Soom អ្នកដឹកនាំការសិក្សា និងជាអតីតនិស្សិតអនុបណ្ឌិតនៅនាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យា ជីវគីមីវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យ Bern ពន្យល់ថា "ដំណើរការនេះមិនត្រឹមតែពន្យល់ពីមូលហេតុដែលកំហាប់អ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងបរិយាកាសនៅតែថេរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែហេតុអ្វីក៏ជីវិតអាចធ្វើទៅបាននៅក្នុងវាលខ្សាច់ស្ងួតនៃអង់តាក់ទិក ទោះបីជាមិនមានម៉ូលេគុលសរីរាង្គ ឬហេតុអ្វីបានជាសារពាង្គកាយអាចរស់បានយូរអង្វែងដោយគ្មានប្រភពថាមពល"។ វាត្រូវបានគេសង្ស័យថាឧស្ម័នដានផ្សេងទៀតនៅក្នុងខ្យល់ដូចជាកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតឬមេតានបើកដំណើរការស្រដៀងគ្នា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឥឡូវនេះវាត្រូវបានបង្ហាញដោយពិសោធន៍ជាលើកដំបូងជាមួយនឹងអ៊ីដ្រូសែន។
ប្រតិកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយនឹងអុកស៊ីហ៊្សែនផលិតទឹកសុទ្ធជាផលិតផលកាកសំណល់តែមួយគត់របស់វា - ធ្វើឱ្យវិធីសាស្រ្តមួយនៃទម្រង់បង្កើតថាមពលដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានបំផុត ប្រៀបធៀបទៅនឹងពន្លឺព្រះអាទិត្យ។
យោងតាមអ្នកស្រាវជ្រាវ អត្រានៃការផលិត ATP អាចត្រូវបានកើនឡើងច្រើនដង ប្រសិនបើអ៊ីដ្រូសែនមានវត្តមាននៅក្នុងកំហាប់ខ្ពស់ជាងនេះ។ លោក von Ballmoos មានប្រសាសន៍ថា "ប្រសិនបើវាជោគជ័យ ឧទាហរណ៍តាមរយៈការបំបែកទឹកដោយកាតាលីករពន្លឺ ដំណើរការអាចកំណត់ស្តង់ដារថ្មីសម្រាប់ការផលិត ATP នៅក្នុងជីវវិទ្យាសំយោគ" von Ballmoos និយាយ។ ការផលិត ATP ជាបន្តបន្ទាប់ និងប្រកបដោយនិរន្តរភាពគឺមានសារៈសំខាន់ ជាឧទាហរណ៍ សម្រាប់ការផលិតថ្នាំជំនួយអង់ស៊ីម ឬការយល់ដឹងពីប្រភពដើមនៃជីវិតនៅក្នុងប្រព័ន្ធគំរូ។
ការបោះពុម្ពផ្សាយដើម
Soom, S. et al. (2025). ការសំយោគ ATP ដែលជំរុញដោយកំហាប់អ៊ីដ្រូសែនក្នុងបរិយាកាស។ PNAS. DOI: 10.1073/pnas.2506353122
អានផងដែរ។
របកគំហើញ៖ អ្នកស្រាវជ្រាវរកឃើញពីរបៀបដែលអង់ស៊ីមជំរុញការផលិតមេតាន | Pugnalom
អាថ៌កំបាំងត្រូវបានដោះស្រាយ៖ តើអតិសុខុមប្រាណបុរាណអាចដកដង្ហើមដោយមិនមានអុកស៊ីហ្សែន | Pugnalom
