นักชีววิทยา โธมัส บร็อค ได้ค้นพบสัตว์หัวรุนแรงกลุ่มแรกที่รู้จักจากสระน้ำร้อนในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนในรัฐไวโอมิงในปี 1960 ภายหลังตั้งชื่อว่าThermus aquaticusแบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิประมาณ 70 องศาเซลเซียส การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าชีวิตสามารถดำรงอยู่ในสถานที่ทุกประเภทที่เคยคิดว่าเป็นเขตมรณะการสำรวจในดินภูเขาไฟ ช่องลมร้อน ท้องทะเลลึก และทะเลทรายเกลือ ได้ทำให้สัตว์หัวรุนแรงเป็นพันๆ ตัว นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ธอมป์สันกล่าว ส่วนขนาดใหญ่ชอบ
ความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เอ็นไซม์ที่สร้าง DNA
ที่ชอบความร้อนจากT. Aquaticusเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับพันธุวิศวกรรมและนิติเวช ในการวิเคราะห์ DNA จากตัวอย่างที่เก็บรวบรวม นักวิทยาศาสตร์ต้องการสำเนาที่ไม่ปนเปื้อนจำนวนมาก เพียงแค่เพิ่มเอ็นไซม์ Taq polymerase ลงในสาย DNA เริ่มต้นและส่วนประกอบทางพันธุกรรมอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถทำสำเนา DNA ได้จำนวนมากโดยไม่ต้องกังวลเรื่องการปนเปื้อน
ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา แฟรงค์ ร็อบบ์ จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ บัลติมอร์ ได้สำรวจมุมที่ร้อนแรงที่สุดบางส่วนของโลก ตั้งแต่บ่อน้ำพุร้อนที่เยลโลว์สโตนไปจนถึงช่องลมใต้ทะเลลึกของรางน้ำโอกินาวา เพื่อค้นหาสิ่งที่น่าสนใจสำหรับคนรักความร้อน เอนไซม์ ความสามารถในการทำลายเซลลูโลสเป็นทักษะที่เป็นที่ต้องการอย่างหนึ่งในโฆษณา “ต้องการความช่วยเหลือ”
Robb และ Graham ต้องการเซลลูลาสที่สามารถทำสิ่งต่างๆ ได้ที่อุณหภูมิ 100° C หรือสูงกว่านั้น ยิ่งชนิดมากเท่าไรก็ยิ่งดี เนื่องจากเอ็นไซม์บางตัวเชี่ยวชาญในการตัดเซลลูโลสเป็นชิ้นๆ และบางชนิดก็แยกย่อยออกเป็นกลูโคส
เมื่อเร็ว ๆ นี้ หลังจากตรวจสอบสารพันธุกรรมจากตัวอย่าง
ที่เก็บได้จากบ่อน้ำพุร้อนในเนวาดา ร็อบบ์และเกรแฮมได้พัฒนาเอนไซม์ที่เรียกว่า EBI-244 ซึ่งสามารถทำหน้าที่ในการสลายเซลลูโลสช่วงแรกๆ ที่อุณหภูมิสูงถึง 109° C แม้ว่าความร้อนอื่นๆ ก่อนหน้านี้พบเซลลูล่าที่รักแล้วไม่มีใครทำงานเช่นเดียวกับ EBI-244 ที่อุณหภูมิสูงเช่นนี้
Isaac Cann จาก University of Illinois at Urbana-Champaign กล่าวว่า “ไม่มีใครเคยคิดหรือเคยเห็นเอนไซม์ที่ทำงานในอุณหภูมิเหล่านั้น และมีความเสถียรมาก”
และเอ็นไซม์ที่อธิบายไว้ในNature Communicationsเมื่อปีที่แล้ว ยังสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่เป็นกรดและทนต่อตัวทำละลายที่รุนแรงได้
นักวิจัยไม่สามารถเก็บสะสมเซลลูโลสที่ชอบความร้อนในสนามได้มากพอที่จะสร้างโรงงานที่ย่อยสลายเซลลูโลสได้ (ต้องใช้ปริมาณเป็นกิโลกรัม) นักวิทยาศาสตร์มักจะเชื่อมโยงสารพันธุกรรมที่เข้ารหัสสำหรับเอนไซม์เฉพาะกับกลไกระดับโมเลกุลของแบคทีเรียหรือยีสต์เพื่อหลอกให้สิ่งมีชีวิตผลิตโปรตีน แต่สำหรับเอ็นไซม์หลายตัวที่รวม EBI-244 ไว้ด้วย เป็นเรื่องที่ท้าทาย
ดักลาส คลาร์ก วิศวกรชีวเคมีแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ผู้ซึ่งร่วมมือกับร็อบบ์และเกรแฮมในการระบุ EBI-244 กล่าวว่า “มันเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความอุตสาหะและน่าเบื่อหน่ายในการรับปริมาณที่เหมาะสม
แม้จะมีอุปสรรค แต่การค้นพบ EBI-244 นั้นน่าตื่นเต้นเพราะสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้ได้จากมัน DNA ที่กำหนดรหัสของเอนไซม์นั้นไม่เหมือนกับ DNA สำหรับเซลลูเลสที่รู้จัก มันถูกสืบย้อนไปถึงพวกหัวรุนแรงที่ไม่เคยเห็นมาก่อน “มันแปลกมากที่จะพบประเภทที่ไม่เข้ากับหมวดหมู่ที่กำหนดไว้อย่างดี” เกรแฮมกล่าว “นั่นเป็นส่วนที่น่าตื่นเต้นที่สุด”
ความท้าทายต่อไปคือการศึกษาโครงสร้างทางกายภาพของเอนไซม์เพื่อไขความลับของความรักความร้อน
“เราอยากทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้” คลาร์กกล่าว “เราสามารถเริ่มใช้ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาเอ็นไซม์นี้เพื่อพัฒนาไม่เพียงแต่เซลลูเลสอื่น ๆ เท่านั้น แต่รวมถึงโปรตีนอื่นๆ ด้วยหรือไม่”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
