Metagenics
মেটাজেনিক্স শব্দটি উপসর্গ মেটা এবং প্রত্যয় জেন ব্যবহার করে। আক্ষরিক অর্থে, এর অর্থ "এমন কিছুর সৃষ্টি যা সৃষ্টি করে"। জৈবপ্রযুক্তির প্রসঙ্গে, মেটাজেনিক্স হল সহজ প্রারম্ভিক উপকরণ থেকে একটি নির্দিষ্ট এনজাইম, প্রোটিন বা অন্যান্য জৈব রাসায়নিক তৈরি করার জন্য প্রকৌশল জীবের অনুশীলন। অ্যামিনো অ্যাসিড শুরু করে মানুষের ইনসুলিন উৎপাদনের নির্দিষ্ট কাজ সহ ই. কোলাই-এর জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং একটি উদাহরণ। ই. কোলাই উদ্ভিদ জৈববস্তুপুঞ্জ পরিপাক করতে এবং জৈব জ্বালানী সংশ্লেষ করার জন্য হাইড্রোকার্বন উৎপাদনে ব্যবহার করার জন্যও ইঞ্জিনিয়ার করা হয়েছে। ই. কোলাই-তে মেটাজেনিক্সের প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে উচ্চ অ্যালকোহল, ফ্যাটি-অ্যাসিড ভিত্তিক রাসায়নিক এবং টেরপেন। জৈব জ্বালানি পেট্রোলিয়াম উৎসের হ্রাস এবং একবিংশ শতাব্দীতে গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন বৃদ্ধি অণুজীব থেকে জৈব জ্বালানির বিকাশের পিছনে চালিকাশক্তি। ই. কোলিকে বর্তমানে জৈব জ্বালানি উৎপাদনের জন্য সর্বোত্তম বিকল্প হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ এর জিনোম সম্পর্কে প্রচুর জ্ঞান পাওয়া যায়। এই প্রক্রিয়াটি জৈববস্তুকে জ্বালানিতে রূপান্তরিত করে এবং 2007 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র 6,4 বিলিয়ন গ্যালন জৈব ইথানল উৎপাদন করে শিল্পক্ষেত্রে সফল প্রমাণিত হয়েছে। বায়োইথেনল বর্তমানে বিকল্প জ্বালানি উৎপাদনের ক্ষেত্রে প্রথম সারিতে রয়েছে এবং গাঁজনের মাধ্যমে ইথানল তৈরি করতে S.cerevisiae এবং জাইমোমোনাস মোবিলিস ব্যবহার করে। যাইহোক, সর্বাধিক উৎপাদনশীলতা সীমিত কারণ এই জীবগুলি পেন্টোজ চিনি ব্যবহার করতে পারে না, যার ফলে E.coli এবং ক্লস্ট্রিডিয়া বিবেচনা করা হয়। E.coli গ্লুকোজকে দুটি মোল ফরমেট, দুটি মোল অ্যাসিটেট এবং এক মোল ইথানলে বিপাক করার মাধ্যমে অ্যানেরোবিক পরিস্থিতিতে ইথানল উৎপাদন করতে সক্ষম। যদিও জৈব-ইথানল শিল্পক্ষেত্রে একটি সফল বিকল্প জ্বালানির উৎস হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে, তবে এর ত্রুটিগুলিও রয়েছে, যেমন এর কম শক্তির ঘনত্ব, উচ্চ বাষ্প চাপ এবং হাইগ্রোস্কোপিসিটি। বায়োইথানলের বর্তমান বিকল্পগুলির মধ্যে রয়েছে বায়োবুটানল, বায়োডিজেল, প্রোপানল এবং সিন্থেটিক হাইড্রোকার্বন। বায়োডিজেলের সবচেয়ে সাধারণ রূপ হল ফ্যাটি অ্যাসিড মিথাইল এস্টার এবং বর্তমান সংশ্লেষণ কৌশলগুলি উদ্ভিদ তেল থেকে ট্রায়াসাইলগ্লিসারলের ট্রান্সএস্টেরিফিকেশন জড়িত। যাইহোক, প্রতিযোগিতামূলক মূল্যে তৈলবীজ সরবরাহের ক্ষেত্রে উদ্ভিদ তেলের একটি বড় সীমাবদ্ধতা রয়েছে, যার ফলে ব্যাকটেরিয়ায় ফ্যাটি অ্যাসিড মিথাইল এস্টারগুলির সরাসরি সংশ্লেষণে আগ্রহ দেখা দেয়। এই প্রক্রিয়াটি ট্রান্সএস্টেরিফিকেশনকে বাইপাস করে, যার ফলে উচ্চ শক্তি উৎপাদন এবং কম উৎপাদন খরচ হয়। কার্যকর জৈব জ্বালানি উৎপাদনে অন্যতম প্রধান বাধা হল জৈব জ্বালানির সঙ্গে পেট্রোলিয়ামের সর্বাধিক মিশ্রণ অনুপাত 10 থেকে 20 শতাংশের মধ্যে, বর্তমান জৈব জ্বালানি উচ্চ-কার্যকারিতা, কম-নির্গমন ইঞ্জিনের সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয় এবং পরিকাঠামো ও ইঞ্জিনের পুনর্নির্মাণের ক্ষেত্রে ব্যয়বহুল পরিবর্তন প্রয়োজন। এক্সেটার বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি গবেষণায় জৈব জ্বালানি উৎপাদনের মাধ্যমে এই বাধা কাটিয়ে ওঠার চেষ্টা করা হয়েছে যা টেকসই উপায়ে বর্তমান জীবাশ্ম জ্বালানীকে প্রতিস্থাপন করতে পারে, যেমন, এন-অ্যালকেন, আইসো-অ্যালকেন এবং এন-অ্যালকেন উৎপাদন, কারণ এগুলি হাইড্রোকার্বন যা বর্তমান খুচরো পরিবহন জ্বালানী তৈরি করে। গবেষণায় পি. লুমিনেসেন্স ফ্যাটি অ্যাসিড রিডাক্টেস (এফএআর) কমপ্লেক্সের মাধ্যমে পূর্বোক্ত হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত স্তর পাওয়া গেছে। বায়োটেকনোলজি ফর বায়োফুয়েলস-এ প্রকাশিত একটি গবেষণায় মেটাবলিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মাধ্যমে শর্ট-এবং ব্রাঞ্চড-চেইন অ্যালকাইল এস্টার বায়োডিজেল উৎপাদনে এস. সেরেভিসিয়া ব্যবহার করা হয়েছে। আই. এন. ও. 1 জিন, আর. পি. ডি. 3 এবং ও. পি. আই. 1-এর জন্য নেতিবাচক নিয়ন্ত্রকগুলি এস. সেরেভিসিয়ার ফ্যাটি অ্যাসিড এস্টার উত্পাদন করার ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য মুছে ফেলা হয়েছিল। অ্যালকোহল অগ্রদূতের উৎপাদন বাড়ানোর জন্য, পাঁচটি আইসোবুটানল পথ উৎসেচক অতিরিক্তভাবে প্রকাশিত হয়েছিল। ইনসুলিন উৎপাদন রিকম্বিনেন্ট ইনসুলিনের চাহিদা বৃদ্ধি বিশ্বব্যাপী ডায়াবেটিস রোগীদের সংখ্যা বৃদ্ধির পাশাপাশি ইনহেলেশন এবং মৌখিক রুটের মতো বিকল্প বিতরণ পদ্ধতির দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যার জন্য উচ্চ মাত্রার প্রয়োজন হয়। রিকম্বিনেন্ট ডিএনএ প্রযুক্তি ব্যবহারের মাধ্যমে, ই. কোলাই মানব ইনসুলিন উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। মানবদেহের মধ্যে ইনসুলিনের জৈব সংশ্লেষণ গবাদি পশু বা পোরসিন সংশ্লেষণের তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, যা প্রায়শই ডায়াবেটিস রোগীদের মধ্যে ইমিউনোজেনিক। এটি সম্পন্ন করার জন্য, মানব ইনসুলিনের জন্য সিন্থেটিক জিনগুলি E.coli এর β-গ্যালাক্টোসিডেস জিনের সাথে সংযুক্ত করা হয়, যেখানে তারা প্রতিলিপির মধ্য দিয়ে যায় এবং শেষ পর্যন্ত প্রোটিনে রূপান্তরিত হয়। ইনসুলিনের মতো জিন পণ্যের জৈব সংশ্লেষণে ই. কোলাইয়ের মতো অণুজীবের ব্যবহারের জন্য সীমাবদ্ধ কারণ হল সময়, তবুও অলিগোনিউক্লিওটাইড এবং তরল ক্রোমাটোগ্রাফির সংশ্লেষণের অগ্রগতির কারণে, ডিএনএ টুকরোগুলির জন্য প্রয়োজনীয় উৎপাদন সময় ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে। রিকম্বিনেন্ট হিউম্যান ইনসুলিন প্রথম 1980 সালে ক্লিনিকাল ট্রায়ালের জন্য অনুমোদিত হয়েছিল। এই সময়ে ইনসুলিনের এ এবং বি চেইন আলাদাভাবে তৈরি করা হত এবং তারপর রাসায়নিকভাবে যুক্ত করা হত। দুটি শৃঙ্খলের সংযোগ প্রায়শই কম দক্ষতার সাথে বায়ু জারণের মাধ্যমে করা হত। 1978 সালে গোয়েডেল এট আল-এর একটি গবেষণা। এস-সালফোনেটেড ডেরিভেটিভের মাধ্যমে এ এবং বি চেইনের সঠিক সংযোগ এবং এ চেইনের অতিরিক্ততা সফলভাবে সম্পন্ন হয়েছে, যার ফলে 50-80% সঠিক সংযোগ হয়েছে। সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি ই. কোলাই কোষে মানব প্রোইনসুলিন জিন ঢোকানোর মাধ্যমে চেইনগুলিকে একসাথে সংশ্লেষিত করার অনুমতি দিয়েছে, যা গাঁজনের মাধ্যমে প্রোইনসুলিন তৈরি করে। আরও পড়া মানব ইনসুলিনের জন্য রাসায়নিকভাবে সংশ্লেষিত জিন এসচেরিচিয়া কোলিতে মুক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড পুলের লক্ষ্যযুক্ত পরিবর্তনের মাধ্যমে কাস্টমাইজড পেট্রোলিয়াম-প্রতিলিপি জ্বালানী অণুর সংশ্লেষণ ফ্যাটি অ্যাসিড শর্ট-এবং ব্রাঞ্চড-চেইন অ্যালকাইল এস্টার বায়োডিজেল জিঙ্কো বায়োওয়ার্কস বৈশিষ্ট্যযুক্ত কাজের জন্য স্যাকারোমাইসেস সেরেভিসিয়ার মেটাবলিক ইঞ্জিনিয়ারিং