Amuaradagba methane sẹẹli ẹyọkan - ṣe agbaye ti ṣetan fun isọdọtun yii ni awọn eto ounjẹ bi?

Ni imọlẹ ti Apejọ Awọn eto Ounjẹ ti United Nations ti o waye loni, eyiti o ni ero lati mọ alara lile, alagbero diẹ sii, ati awọn eto ounjẹ deedee diẹ sii, iyara wa lati kọ awọn ilana iṣelọpọ ounjẹ tuntun ti eniyan ba pinnu lati ṣaṣeyọri awọn eto ounjẹ resilient diẹ sii. A sọrọ pẹlu Dokita Jamie Hinks, Ẹlẹgbẹ Iwadi akọkọ ni Ile-iṣẹ Singapore fun Imọ-ẹrọ Imọ-aye Ayika (SCELSE), nipa iwadi rẹ lọwọlọwọ nipa lilo awọn ọna ṣiṣe ti ibi giga lati ṣe agbejade amuaradagba ẹyọkan ti o ga julọ lati methane.

Dokita Hinks, bawo ni iwọ yoo ṣe ṣalaye iwadi rẹ lori ounjẹ ti a ṣe lati methane si alamọja ti kii ṣe pataki?

Ọna ti o dara julọ lati bẹrẹ lati ni oye imọ-ẹrọ yii ni lati wo ounjẹ ati epo bi o ṣe paarọ diẹ. Epo epo jẹ ohun elo ti o ni agbara ti o le ṣee lo lati ṣe iṣẹ ti o wulo, boya ninu ẹrọ tabi ni ohun-ara. Idana ti eniyan njẹ, ati eyiti a pe ni ounjẹ, jẹ ti ipilẹṣẹ ti ibi ati, ni awọn ọrọ ti o rọrun, jẹ ti boya ọgbin tabi baomasi ẹranko. Biomass yii n ṣajọpọ bi awọn ohun alumọni ṣe jẹun ati dagba. Diẹ ninu eyi dun pupọ, bii olu fun apẹẹrẹ.

Bayi, lati oju wiwo microbe, ohunkohun ti o ni agbara jẹ orisun ti o pọju ti ounjẹ. Awọn oganisimu sẹẹli kan njẹ ọpọlọpọ awọn orisun agbara pẹlu awọn ti kii ṣe ipilẹṣẹ ti ẹda ati eyiti o le dabi alailẹgbẹ si eniyan. Fun apẹẹrẹ, awọn microbes le jẹ awọn irin ati awọn kemikali egbin gẹgẹbi awọn olomi. Ninu ọran ti ounjẹ lati methane, methane ni a lo lati jẹun awọn kokoro arun. Methane le ṣe iṣelọpọ ni biologically tabi nipasẹ awọn ilana ti ẹkọ-aye. Nitorinaa, diẹ ninu awọn kokoro arun ṣe amọja ni jijẹ methane ati, bi wọn ṣe ndagba, baomasi wọn di orisun ti o dara ti amuaradagba ti o jẹun. Awọn kokoro arun wọnyi ni a npe ni methanotrophs ti o tumọ si "methane eaters".

Ilana ijinle sayensi kan pato ni a npe ni oxidation methane nipasẹ awọn kokoro arun methanotrophic. Methanotrophy maa nwaye nipa ti ara ni awọn agbegbe nibiti methane wa, gẹgẹbi ninu awọn paadi iresi tabi awọn seeps hydrocarbon. Dagba methanotrophs ni methane idarato awọn ipo ni a bioreactor gba awọn ilana lati wa ni yanturu fun amuaradagba iran. Methane le jẹ ọja nipasẹ-ọja ti itọju omi idọti tabi iṣelọpọ epo. Ilana ti Mo n ṣe iwadii lọwọlọwọ ati pe Emi yoo dagbasoke yoo lo titẹ giga lati mu solubility ti methane pọ si ati nitorinaa jẹ ki o rọrun ati daradara siwaju sii lati dagba awọn methanotrophs pẹlu ẹsẹ kekere kan.

Kini idi ti o ṣe pataki paapaa lati ṣe iwadii ilana yii loni? Ninu ọran rẹ, ṣe o le fun ni oye diẹ si idi ti o ṣe nifẹ fun awọn orilẹ-ede bii Singapore?

O dara, iṣelọpọ ounjẹ alagbero jẹ nkan tikẹti-nla loni ati pe a gbọdọ gbero gbogbo awọn aṣayan lati pade ibeere ti o dagba fun ounjẹ, eyiti a pinnu fun ilosoke 60% nipasẹ 2050. Ijọba Ilu Singapore ti pinnu lati pade 30% ti awọn iwulo ijẹẹmu rẹ. nipasẹ 2030 ninu rẹ"30 nipasẹ 30” ibi aabo ounje. Ilu Singapore ko ni awọn orisun ilẹ nla fun iṣẹ-ogbin ibile, nitorinaa awọn ilana iṣelọpọ amuaradagba iwuwo giga yoo nilo lati ṣe ẹya ni ala-ilẹ aabo ounjẹ ni ọjọ iwaju ti Ilu Singapore. Paapaa botilẹjẹpe ijọba Ilu Singapore kede ipinnu yii ṣaaju COVID-19, ajakaye-arun naa ti fikun imọran ti aabo ounjẹ fun ojulowo.

Awọn aito diẹ lo wa ni Ilu Singapore - awọn aito nikan ti Mo ṣe akiyesi ni aini awọn tomati tinned fun igba diẹ ati amp ilu mi ko tii ti jiṣẹ! Iwọnyi jẹ awọn airọrun kekere nikan. Bibẹẹkọ, iwoye ti aito ounjẹ ko joko daradara pẹlu apapọ ara ilu Singapore, nitorinaa ijẹrisi awọn ipese ounjẹ ni ọjọ iwaju jẹ gbigbe ọlọgbọn.

Bawo ni orisun amuaradagba yii ṣe afiwe si ifunni ẹran-ọsin ibile? Ati pe o le sọ fun wa bii ilana yii ṣe le ṣee lo gẹgẹbi apakan ti ojutu tuntun fun jijẹ ounjẹ ninu eniyan?

O ṣe afiwe daradara si ifunni ẹran-ọsin ibile. Ni ipari mi, Mo pinnu lati ṣe agbekalẹ ilana alailẹgbẹ ati ilọsiwaju eyiti o ṣe deede si awọn iwulo Ilu Singapore. Ni bayi, Mo pinnu ni akọkọ lati ṣe agbekalẹ ilana yii fun ifunni ẹranko. O mọ, idena awujọ nla tun wa lati bori ṣaaju ki awọn eniyan yoo jẹ amuaradagba kokoro-arun, ati diẹ ninu awọn ọran imọ-ẹrọ lati irin jade, gẹgẹbi awọn ipele acid nucleic. Nitorinaa, igbesẹ kan ni akoko kan. Imọ-jinlẹ pupọ wa lati ṣe ni akoko yii. Mo gbagbọ pe awọn ẹya pataki kan wa ti iṣelọpọ agbara-giga ti yoo mu awọn anfani alailẹgbẹ si ọja ipari, eyiti yoo ni ilera ati awọn agbara prebiotic. Emi yoo pa awọn wọnyi mọ si àyà mi fun bayi.

ISC-IIASA Resilient Food Systems Ijabọ rii pe “fifun awọn eniyan ti o dagba ati ọlọrọ diẹ sii yoo nilo awọn ilọsiwaju ninu irugbin ati iṣelọpọ ẹran-ọsin ati oniruuru” ati pe “imudasilẹ ti dojukọ lori ṣiṣi titun ati awọn orisun ounjẹ miiran nilo lati ṣetọju ati isare”, eyiti yoo ṣubu ni ila pẹlu tuntun. awọn ilana bii ounjẹ lati methane.

Ṣugbọn ṣe a le ro pe ounjẹ yii lati ilana methane yoo mu ki awọn eto ounjẹ pọ si gaan ni akiyesi pe o tun le mu igbẹkẹle wa le lori gaasi adayeba bi? Pẹlupẹlu, ti ilana yii ba gbooro sii, o le dinku ibeere fun ilẹ lati gbin ounjẹ fun ẹran-ọsin, ṣugbọn kii yoo tun mu itujade carbon dioxide pọ si ni pataki bi?

Awọn ibeere nla. Si ọkan akọkọ rẹ, gẹgẹ bi mo ti sọ, Mo daba ni ibẹrẹ lilo methane lati awọn orisun isọdọtun eyiti eyiti methane jẹ ti ipilẹṣẹ biogenic ati pe o jẹ nipasẹ awọn oganisimu sẹẹli kanṣoṣo methanogenic ti a pe ni Archaea. Ati paapaa nibi, nibiti ko si lilo to dara julọ fun rẹ gẹgẹbi ṣiṣẹda ooru tabi ina. Botilẹjẹpe awọn ṣiṣan egbin methane ti kii ṣe biogenic jẹ ibaramu, Emi ko rii iru iṣelọpọ ounjẹ yii bi jijẹ awakọ ti iṣelọpọ epo-kemikali tabi iṣamulo.

Si ibeere keji rẹ, ni ibamu si Igbimọ Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), agbara ipanilara ti methane jẹ to awọn akoko 86 ti o ga ju fun erogba oloro. Nitorinaa, iyipada methane si carbon dioxide jẹ ireti ti o dara julọ fun oju-ọjọ wa. Mo daba ni lilo awọn ṣiṣan egbin eyiti o jẹ lilo oye ti awọn orisun wa, ati methane ti ipilẹṣẹ biogenic jẹ orisun isọdọtun.

Apejọ Awọn Eto Ounjẹ ti United Nations n ṣe ifọkansi ni ilera, alagbero diẹ sii, ati awọn eto ounjẹ deedee, nitorinaa a gbagbọ pe “awọn anfani ju awọn konsi lọ” fun ọna yii, ati nitorinaa le, laarin awọn imudara imotuntun miiran, ṣe iranlọwọ lati ṣaṣeyọri Idagbasoke Alagbero. Awọn ibi-afẹde?

Egba, o jẹ a ko si brainer. Awọn ṣiṣan idoti gaasi jẹ ọna nla lati ṣe amuaradagba bi wọn ṣe rọrun lati ṣakoso, jẹ isokan, ati rọrun lati sterilize. Lai mẹnuba pe awọn ilana wọnyi jẹ iwuwo giga pupọ. Fun apẹẹrẹ, awọn iwuwo iṣelọpọ ti o le ṣe ipilẹṣẹ pẹlu iyipada methanogenic jẹ 4kg m³h^-1. Iyẹn jẹ awọn kilo kilo 4 ti baomasi ni mita onigun kan ni gbogbo wakati! Lati fi eyi sinu irisi, awọn tanki IBC (awọn apoti olopobobo agbedemeji) ti o le ti rii irọ nipa awọn aaye ile-iṣẹ jẹ bii mita onigun kan. Iyẹn jẹ deede ti maalu kan, tabi idaji toonu ti baomasi, ni isunmọ ọjọ marun! Lati gbin ẹran, o gba to oṣu 18 ati pe o nilo nipa eka kan ti ilẹ. Iwọnyi jẹ awọn nọmba nikan ti o jẹ ki iwadi naa wulo. Ṣugbọn ṣafikun si eyi ogun ti awọn anfani ayika pẹlu otitọ pe o jẹ orisun amuaradagba ti aṣa, Mo ro pe o ṣe fun imọ-ẹrọ ti o lagbara pupọ.

Gẹgẹbi onimọ-jinlẹ, kini o fẹ ki awọn oluṣeto imulo ni oye lati jẹ ki awọn eto ounjẹ wa ni agbara diẹ sii?

Emi yoo fẹ awọn oluṣe imulo lati ni oye pe a nilo lati ṣe ni iyara lati jẹ ki iyipada kan si awọn eto ounjẹ ti o ni agbara diẹ sii. A nilo lati bori ọpọlọpọ awọn idena aṣa lati ṣaṣeyọri awọn eto iṣelọpọ ounjẹ ti ilọsiwaju. Eto imulo nilo lati rọ ati atilẹyin, ati awọn owo pataki fun gige iwadii eti nilo lati jẹ ki o wa, ni pataki ni ọna ti o ṣe atilẹyin awọn oniwadi ọmọ kekere ati aarin-iṣẹ ni imunadoko.

Dokita Jamie Hinks
Dokita Jamie Hinks jẹ Olukọni Iwadii Akọkọ ni Ile-iṣẹ Singapore fun Imọ-ẹrọ Imọ-aye Ayika (SCELSE), ti ijọba Singapore ti ṣe inawo (Ile-iṣẹ Iwadi Orilẹ-ede, Ile-iṣẹ ti Ẹkọ, Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Nanyang, ati Ile-ẹkọ giga ti Orilẹ-ede Singapore). O ṣe iṣaaju ipo ti Ẹlẹgbẹ Iwadi Agba ni SCELSE. Ṣaaju si iyẹn, Dokita Hinks jẹ Ẹlẹgbẹ Iwadi ni Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Nanyang ni Ilu Singapore.

@jamiehinks5