जैवइंधन निर्मितीचा मार्ग जातोय मुंग्यांच्या बुरशी शेतीतून
बायोमास विघटनासाठी वारूळांतील बुरशी आणि जिवाणू ठरतील उपयुक्त
पाने कुरतडणाऱ्या मुंग्यांच्या वसाहतीमधील बुरशींच्या शेतीमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या विविध विकरांचा जैवइंधनाच्या निर्मितीमध्ये उपयोग होऊ शकत असल्याचे विस्कन्सिन मॅडीसन विद्यापीठात झालेल्या संशोधनातून समोर आले आहे. पाने कुरडणाऱ्या मुंग्याच्या वारूळामध्ये हिरव्या पानाच्या तुकड्यावर विविध प्रकारच्या जिवाणूंची वाढ केली जाते. थोडक्यात बुरशी आणि जिवाणूंची ही शेती मुंग्यासाठी खाद्य आणि ऊर्जेची पुर्तता करते. मात्र या जिवाणू आणि बुरशींमध्ये जैव इंधन निर्मितीच्या अनेक शक्यता असल्याचे संशोधकांना आढळून आले आहे. हे संशोधन जर्नल ऍप्लाईड ऍण्ड एन्व्हायर्नमेंटल मायक्रोबायोलॉजी या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.
माणूस शेती करतो, त्याच प्रमाणे पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या ताज्या हिरव्या पानाच्या साह्याने बुरशींची शेती करतात. या बुरशींच्या शेतीमध्ये वाढवल्या जाणाऱ्या बुरशींचा अभ्यास विस्कॉन्सिन मॅडिसन विद्यापीठातील जिवाणूशास्त्र विभागातील संशोधकांनी केला आहे. त्या बाबत माहिती देताना संशोधक फ्रॅंक ऍलवर्ड यांनी सांगितले, की मुंग्याच्या वारूळामध्ये वाढवल्या जाणाऱ्या बुरशींच्या पुर्ण जिवाणू समुदायाविषयी माहिती मिळविण्याचा प्रयत्न या संशोधनामध्ये करण्यात आला. मुंग्या विविध प्रकारच्या वनस्पतीच्या पानांचा वापर बुरशींच्या वाढीसाठी करतात. त्या बायोमासपासून मुंग्यासाठी ऊर्जा निर्माण केली जाते.
जनुकिय विश्लेषणाद्वारे नव्या विकरांची पटविली ओळख
अन्न नसलेल्या वनस्पतीपासून जैवइंधन बनविण्याच्या प्रक्रियेमध्ये सेल्युलोजचे विघटन हा महत्त्वाचा मुद्दा असतो. सेल्युलोजचे विघटन होऊन जैवइंदन निर्मिती शक्य होते. मुंग्या बुरशी शेतीमध्ये आढळलेली सर्व विकरांचे (एन्झाईम्स) ही आपल्याला ज्ञात असलेल्या विकराशी साम्य आहे. मात्र तरीही ते पुर्णपणे वेगळी असून ती प्रथमच वेगळी ओळखण्यात आलेली आहेत.
- या संशोधनासाठी अमेरिकी ऊर्जा विभागाच्या संयुक्त जिनोम इन्स्टिट्यूट आणि रोचे उपयोजित शास्त्र विभागाच्या जिनोम सिक्वेन्सिंग प्रकल्पातील माहीतीच्या साठ्याचा वापर करण्यात आला. या माहितीच्या साठ्याद्वारे बुरशी आणि जिवाणूंच्या कार्यपद्धतीची अचूक ओळख पटविण्यात आली.
- पाने कुरडणाऱ्या मुंग्याच्या बुऱशीच्या शेतीतील Leucoagaricus gongylophorous या बुरशींच्या जनुकिय माहितीचे सुसंगतवार रचना तयार करण्यात आली आहे.
- या अभ्यासातून बायोमासचे विघटन करण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या विकराची संपुर्ण माहिती मिळण्याचा प्रयत्न करण्यात आला. या नव्या विकरांची ओळख पटल्यामुळे त्यांचे विविध तंत्रज्ञानविषयक उपयोग समोर येत आहेत. बायोमासचे विघटन हा आजच्या जैवइंधन निर्मिती उद्योगासाठी महत्त्वाचे असून या विकरांचा संभाव्य एकत्रीकरण आणि उपयुक्तता याविषयी अधिक माहिती मिळाली आहे.
सहजीवी संबंध बुरशी आणि मुंगीचे
- पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या Atta cephalotes या L. gongylophorous या बुरशींचा स्वतःच्या खाद्यनिर्मितीसाठी वापर करतात.
- हे जिवाणू विविध मेद. अमिनो आम्ले आणि अन्य पोषक घटक तयार करत मुंग्यासाठी अन्न तयार करतात. या अन्न निर्मितीसाठी त्यांना शर्करेची गरज पडते. ती मुंग्यांनी त्यांच्यासाठी आणलेल्या हिरव्या पानामधून पुर्ण होते. पानामध्ये असलेल्या लांब सेल्युलोजच्या मुलद्रव्याचे विघटन केले जाते. या विघटनासाठी विकरांचा वापर केला जातो.
- L. gongylophorous या जिवाणूचे जनुकिय विश्लेषण केल्यानंतर, ही बुरशी सेल्युलोजच्या विघटनामध्ये महत्त्वाची भुमिका निभावत असल्याचे दिसून आले आहे. अर्थात ही बुरशी एकटेच काम करते, असे नाही तर या बुरशींच्या शेतीतील अन्य जिवाणूंची मदत त्यांना होते. अन्य जिवाणूंची विविधता बुरशींच्या उत्पादकतेत वाढ करत असल्याचे दिसून आले आहे.
त्या बाबत माहिती देताना संशोधक गॅरेट सुआन यांनी सांगितले, की बुरशी आणि जिवाणूंच्या कामातील फोड या संशोधनाद्वारे करण्याचा प्रयत्न केला आहे. नत्र आणि अन्य पोषक घटक मिळविण्यासाठी जिवाणूं बुरशींना मदत करतात. ऊर्जेने परिपुर्ण अशा सेल्युलोज घटकांचे विघटन करतात. सेल्युलोजचे विघटन हा इथेनॉल निर्मितीसाठी महत्त्वाचे असून त्यात या संशोधनामुळे नवीन बुरशी आणि जिवाणूंचा अंतर्भाव करता येणार आहे.
अद्याप अधिक संशोधन आवश्यक
- मुंग्याच्या बुरशीचीं शेती ही गुंतागुंतीची असून त्यात सौदर्य आणि आव्हानाने परिपुर्ण आहे. संशोधनाच्या दरम्यान या बुरशींच्या शेतीभोवती आढळणाऱ्या तपकिरी रंगाच्या किटकांची नेमकी या शेतीतील नेमकी भुमिका शोधण्यात येत आहे.
- या प्रकारची बुरशींची शेती प्रयोगशाळेमध्ये तयार करणे अवघड आहे. त्यामुळे ही पुर्ण पद्धती प्रयोगशाळेमध्ये नियंत्रीत, शाश्वत आणि उत्पादक रितीने तयार करण्यामध्ये आव्हान भरलेले आहे. मात्र या पद्धतीने सातत्यपुर्ण इंथेनॉलचे उत्पादन करणे शक्य आहे.
- या नैसर्गिक शेतीची नक्कल बायोमासच्या विघटनासाठी उपयुक्त ठरू शकते. सध्या मिळालेली विकरे ही जुन्या विकरांच्या मिश्रणामध्ये वापरून त्याच्या चाचण्या घेण्यात येत आहेत. अर्थात हि प्रक्रिया थोडीशी वेळखाऊ आहे.
जर्नल संदर्भ ः
F. O. Aylward, K. E. Burnum-Johnson, S. G. Tringe, C. Teiling, D. M. Tremmel, J. A. Moeller, J. J. Scott, K. W. Barry, P. D. Piehowski, C. D. Nicora, S. A. Malfatti, M. E. Monroe, S. O. Purvine, L. A. Goodwin, R. D. Smith, G. M. Weinstock, N. M. Gerardo, G. Suen, M. S. Lipton, C. R. Currie. Leucoagaricus gongylophorus Produces Diverse Enzymes for the Degradation of Recalcitrant Plant Polymers in Leaf-Cutter Ant Fungus Gardens. Applied and Environmental Microbiology, 2013; 79 (12): 3770 DOI: 10.1128/AEM.03833-12
फोटोओळी ः
पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या (Atta cephalotes) त्यांच्या बुरशींच्या शेतीमध्ये कार्यरत असताना. या शेतीच्या वरपासून खालीपर्यंत प्रत्येक भागामध्ये बायोमास विघटनाच्या विविध टप्पे दिसून येतात. ( स्रोत ः कारा गिबसन)
बायोमास विघटनासाठी वारूळांतील बुरशी आणि जिवाणू ठरतील उपयुक्त
पाने कुरतडणाऱ्या मुंग्यांच्या वसाहतीमधील बुरशींच्या शेतीमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या विविध विकरांचा जैवइंधनाच्या निर्मितीमध्ये उपयोग होऊ शकत असल्याचे विस्कन्सिन मॅडीसन विद्यापीठात झालेल्या संशोधनातून समोर आले आहे. पाने कुरडणाऱ्या मुंग्याच्या वारूळामध्ये हिरव्या पानाच्या तुकड्यावर विविध प्रकारच्या जिवाणूंची वाढ केली जाते. थोडक्यात बुरशी आणि जिवाणूंची ही शेती मुंग्यासाठी खाद्य आणि ऊर्जेची पुर्तता करते. मात्र या जिवाणू आणि बुरशींमध्ये जैव इंधन निर्मितीच्या अनेक शक्यता असल्याचे संशोधकांना आढळून आले आहे. हे संशोधन जर्नल ऍप्लाईड ऍण्ड एन्व्हायर्नमेंटल मायक्रोबायोलॉजी या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.
माणूस शेती करतो, त्याच प्रमाणे पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या ताज्या हिरव्या पानाच्या साह्याने बुरशींची शेती करतात. या बुरशींच्या शेतीमध्ये वाढवल्या जाणाऱ्या बुरशींचा अभ्यास विस्कॉन्सिन मॅडिसन विद्यापीठातील जिवाणूशास्त्र विभागातील संशोधकांनी केला आहे. त्या बाबत माहिती देताना संशोधक फ्रॅंक ऍलवर्ड यांनी सांगितले, की मुंग्याच्या वारूळामध्ये वाढवल्या जाणाऱ्या बुरशींच्या पुर्ण जिवाणू समुदायाविषयी माहिती मिळविण्याचा प्रयत्न या संशोधनामध्ये करण्यात आला. मुंग्या विविध प्रकारच्या वनस्पतीच्या पानांचा वापर बुरशींच्या वाढीसाठी करतात. त्या बायोमासपासून मुंग्यासाठी ऊर्जा निर्माण केली जाते.
जनुकिय विश्लेषणाद्वारे नव्या विकरांची पटविली ओळख
अन्न नसलेल्या वनस्पतीपासून जैवइंधन बनविण्याच्या प्रक्रियेमध्ये सेल्युलोजचे विघटन हा महत्त्वाचा मुद्दा असतो. सेल्युलोजचे विघटन होऊन जैवइंदन निर्मिती शक्य होते. मुंग्या बुरशी शेतीमध्ये आढळलेली सर्व विकरांचे (एन्झाईम्स) ही आपल्याला ज्ञात असलेल्या विकराशी साम्य आहे. मात्र तरीही ते पुर्णपणे वेगळी असून ती प्रथमच वेगळी ओळखण्यात आलेली आहेत.
- या संशोधनासाठी अमेरिकी ऊर्जा विभागाच्या संयुक्त जिनोम इन्स्टिट्यूट आणि रोचे उपयोजित शास्त्र विभागाच्या जिनोम सिक्वेन्सिंग प्रकल्पातील माहीतीच्या साठ्याचा वापर करण्यात आला. या माहितीच्या साठ्याद्वारे बुरशी आणि जिवाणूंच्या कार्यपद्धतीची अचूक ओळख पटविण्यात आली.
- पाने कुरडणाऱ्या मुंग्याच्या बुऱशीच्या शेतीतील Leucoagaricus gongylophorous या बुरशींच्या जनुकिय माहितीचे सुसंगतवार रचना तयार करण्यात आली आहे.
- या अभ्यासातून बायोमासचे विघटन करण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या विकराची संपुर्ण माहिती मिळण्याचा प्रयत्न करण्यात आला. या नव्या विकरांची ओळख पटल्यामुळे त्यांचे विविध तंत्रज्ञानविषयक उपयोग समोर येत आहेत. बायोमासचे विघटन हा आजच्या जैवइंधन निर्मिती उद्योगासाठी महत्त्वाचे असून या विकरांचा संभाव्य एकत्रीकरण आणि उपयुक्तता याविषयी अधिक माहिती मिळाली आहे.
सहजीवी संबंध बुरशी आणि मुंगीचे
- पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या Atta cephalotes या L. gongylophorous या बुरशींचा स्वतःच्या खाद्यनिर्मितीसाठी वापर करतात.
- हे जिवाणू विविध मेद. अमिनो आम्ले आणि अन्य पोषक घटक तयार करत मुंग्यासाठी अन्न तयार करतात. या अन्न निर्मितीसाठी त्यांना शर्करेची गरज पडते. ती मुंग्यांनी त्यांच्यासाठी आणलेल्या हिरव्या पानामधून पुर्ण होते. पानामध्ये असलेल्या लांब सेल्युलोजच्या मुलद्रव्याचे विघटन केले जाते. या विघटनासाठी विकरांचा वापर केला जातो.
- L. gongylophorous या जिवाणूचे जनुकिय विश्लेषण केल्यानंतर, ही बुरशी सेल्युलोजच्या विघटनामध्ये महत्त्वाची भुमिका निभावत असल्याचे दिसून आले आहे. अर्थात ही बुरशी एकटेच काम करते, असे नाही तर या बुरशींच्या शेतीतील अन्य जिवाणूंची मदत त्यांना होते. अन्य जिवाणूंची विविधता बुरशींच्या उत्पादकतेत वाढ करत असल्याचे दिसून आले आहे.
त्या बाबत माहिती देताना संशोधक गॅरेट सुआन यांनी सांगितले, की बुरशी आणि जिवाणूंच्या कामातील फोड या संशोधनाद्वारे करण्याचा प्रयत्न केला आहे. नत्र आणि अन्य पोषक घटक मिळविण्यासाठी जिवाणूं बुरशींना मदत करतात. ऊर्जेने परिपुर्ण अशा सेल्युलोज घटकांचे विघटन करतात. सेल्युलोजचे विघटन हा इथेनॉल निर्मितीसाठी महत्त्वाचे असून त्यात या संशोधनामुळे नवीन बुरशी आणि जिवाणूंचा अंतर्भाव करता येणार आहे.
अद्याप अधिक संशोधन आवश्यक
- मुंग्याच्या बुरशीचीं शेती ही गुंतागुंतीची असून त्यात सौदर्य आणि आव्हानाने परिपुर्ण आहे. संशोधनाच्या दरम्यान या बुरशींच्या शेतीभोवती आढळणाऱ्या तपकिरी रंगाच्या किटकांची नेमकी या शेतीतील नेमकी भुमिका शोधण्यात येत आहे.
- या प्रकारची बुरशींची शेती प्रयोगशाळेमध्ये तयार करणे अवघड आहे. त्यामुळे ही पुर्ण पद्धती प्रयोगशाळेमध्ये नियंत्रीत, शाश्वत आणि उत्पादक रितीने तयार करण्यामध्ये आव्हान भरलेले आहे. मात्र या पद्धतीने सातत्यपुर्ण इंथेनॉलचे उत्पादन करणे शक्य आहे.
- या नैसर्गिक शेतीची नक्कल बायोमासच्या विघटनासाठी उपयुक्त ठरू शकते. सध्या मिळालेली विकरे ही जुन्या विकरांच्या मिश्रणामध्ये वापरून त्याच्या चाचण्या घेण्यात येत आहेत. अर्थात हि प्रक्रिया थोडीशी वेळखाऊ आहे.
जर्नल संदर्भ ः
F. O. Aylward, K. E. Burnum-Johnson, S. G. Tringe, C. Teiling, D. M. Tremmel, J. A. Moeller, J. J. Scott, K. W. Barry, P. D. Piehowski, C. D. Nicora, S. A. Malfatti, M. E. Monroe, S. O. Purvine, L. A. Goodwin, R. D. Smith, G. M. Weinstock, N. M. Gerardo, G. Suen, M. S. Lipton, C. R. Currie. Leucoagaricus gongylophorus Produces Diverse Enzymes for the Degradation of Recalcitrant Plant Polymers in Leaf-Cutter Ant Fungus Gardens. Applied and Environmental Microbiology, 2013; 79 (12): 3770 DOI: 10.1128/AEM.03833-12
फोटोओळी ः
पाने कुरडणाऱ्या मुंग्या (Atta cephalotes) त्यांच्या बुरशींच्या शेतीमध्ये कार्यरत असताना. या शेतीच्या वरपासून खालीपर्यंत प्रत्येक भागामध्ये बायोमास विघटनाच्या विविध टप्पे दिसून येतात. ( स्रोत ः कारा गिबसन)
कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत:
टिप्पणी पोस्ट करा