میونخ کی ٹیکنیکل یونیورسٹی کے محققین نے شمسی توانائی سے چلنے والا ایک ایسا نظام بنایا ہے جو کاربن ڈائی آکسائیڈ اور قابل تجدید ہائیڈروجن کو امینو ایسڈ میں بدل دیتا ہے۔ یہ عمل ماڈیولر، انزائم پر مبنی ہے، اور فی الحال تصور کے ثبوت کے مرحلے پر ہے۔ اس کا ابھی تک کوئی تجارتی اطلاق نہیں ہے۔ یہ جو کچھ ظاہر کرتا ہے وہ یہ ہے کہ قابل تجدید بجلی، کاربن کی گرفت، اور بائیو کیمیکل پیداوار ایک ہی سلسلہ کے طور پر کام کر سکتی ہے۔
اینزائم سسٹم کیسے کام کرتا ہے۔
عمل مراحل میں چلتا ہے۔ قابل تجدید بجلی سب سے پہلے الیکٹرولیسس کے ذریعے ہائیڈروجن پیدا کرتی ہے۔ وہ ہائیڈروجن کاربن ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ مل کر میتھانول بناتی ہے۔ خصوصی انزائمز پھر میتھانول کو رد عمل کی ایک سیریز کے ذریعے آگے بڑھاتے ہیں یہاں تک کہ یہ امینو ایسڈ بن جاتا ہے، جو پروٹین کے بنیادی تعمیراتی بلاکس بن جاتا ہے۔
ٹیم ڈیزائن کو "پلگ اینڈ پلے" کے طور پر بیان کرتی ہے۔ انزائم ماڈیولز کو ٹارگٹ کمپاؤنڈ کے لحاظ سے تبدیل یا ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ تازہ ترین ورژن سات امینو ایسڈ تیار کرتا ہے۔ پہلے کام نے صرف L-alanine کے طریقہ کار کا مظاہرہ کیا تھا۔ نیچر کمیونیکیشنز میں شائع ہونے والی نئی تحقیق میں گلائسین، سیرین، ایل ایسپارٹک ایسڈ، ایل ویلائن، ایل گلوٹامک ایسڈ اور ایل پرولین شامل ہیں۔
ٹی یو ایم کی چیئر آف کیمسٹری آف بائیوجینک ریسورسز کی ڈاکٹریٹ محقق وکٹوریہ لیہمن نے کہا کہ امینو ایسڈز کا استعمال جانوروں کی خوراک میں پروٹین کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ہوتا ہے، خاص طور پر دودھ کی پیداوار میں۔ انہوں نے کہا کہ موجودہ پیداواری طریقے بہت زیادہ وسائل استعمال کرتے ہیں۔
TUM ٹیم ایک اہم زرعی مسئلے کے خلاف تحقیق کو تیار کرتی ہے۔ اقوام متحدہ کے تخمینے بتاتے ہیں کہ 2050 تک خوراک کی عالمی طلب میں تقریباً 60 فیصد اضافہ ہو سکتا ہے۔ اسی عرصے کے دوران دستیاب زرعی زمین میں معمولی اضافہ متوقع ہے۔
فوڈ سیکیورٹی سیاق و سباق
یہ فرق پروٹین سپلائی چینز میں دلچسپی پیدا کر رہا ہے جو زمین، پانی اور توانائی سے بھرپور فصلوں پر کم انحصار کرتے ہیں۔ روایتی امینو ایسڈ کی پیداوار ہر ایک کی اہم مقدار استعمال کرتی ہے۔ کم از کم اصولی طور پر، شمسی توانائی سے چلنے والا، CO₂ پر مبنی راستہ ان ان پٹ پر انحصار کو کم کر دے گا۔
بایوجینک وسائل کی کیمسٹری کے پروفیسر اور TUM کیمپس سٹرابنگ کے ریکٹر، وولکر سیبر نے کہا کہ یہ پروجیکٹ سورج کی روشنی کو کیمیکل انرجی کیریئرز میں تبدیل کرنے سے پہلے مفید پروٹین بلڈنگ بلاکس میں تبدیل کرتا ہے۔ انہوں نے کہا کہ یہ نقطہ نظر، وقت کے ساتھ، دستیاب زمین کی پیداواری صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے اور زیادہ پائیدار امینو ایسڈ کی تیاری میں مدد کر سکتا ہے۔
ان دعووں کا پیمانے پر تجربہ ہونا باقی ہے۔ محققین تسلیم کرتے ہیں کہ موجودہ پیداوار کسی بھی تجارتی تعیناتی کے لیے بہت کم ہے۔
TUM ٹیم مویشیوں کی غذائیت سے باہر کے استعمال کی نشاندہی کرتی ہے۔ سات امینو ایسڈ جو نظام فی الحال پیدا کرتا ہے وہ بھی کاشت شدہ گوشت کی پیداوار کے لیے غذائی ذرائع میں کلیدی اجزاء ہیں۔ وہ ایپلیکیشن ٹیکنالوجی کو پروٹین کی فراہمی کے زمینی نشان کو کم کرنے کے لیے ایک الگ لیکن متعلقہ کوشش سے جوڑتی ہے۔
جانوروں کی خوراک سے پرے ممکنہ ایپلی کیشنز
محققین کا خیال ہے کہ یہی پلیٹ فارم آخر کار دیگر CO₂ پر مبنی ویلیو چینز کی حمایت کر سکتا ہے، حالانکہ وہ شائع شدہ مواد میں اس کی وضاحت نہیں کرتے ہیں۔
فوری تکنیکی ترجیح انزائم کی کارکردگی کو بہتر بنانا ہے۔ پیداوار پابند رکاوٹ بنی ہوئی ہے۔ لیبارٹری کے مظاہرے اور صنعتی عمل کے درمیان فرق اہم ہے، اور ٹیم اس فاصلے کے بارے میں واضح ہے۔
تحقیق کیا کرتی ہے اور کیا نہیں دکھاتی
یہ ایک مصنوعی حیاتیات کا مظاہرہ ہے۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ کیمیائی راستہ قابل عمل ہے۔ اس سے یہ ظاہر نہیں ہوتا ہے کہ یہ عمل لاگت سے مسابقتی حجم میں امینو ایسڈ تیار کر سکتا ہے۔
نیچر کمیونیکیشن پیپر بنیادی تصدیق شدہ ذریعہ ہے۔ TUM نے تجارتی شراکت دار یا پائلٹ پلانٹ کا اعلان نہیں کیا ہے۔ اسکیل اپ کے لیے کوئی ٹائم لائن شائع نہیں کی گئی ہے۔
متبادل پروٹین کی جگہ پر نظر رکھنے والے سرمایہ کاروں اور پالیسی سازوں کے لیے، تحقیق ایک خاص وجہ سے قابل توجہ ہے۔ یہ تین الگ الگ ٹیکنالوجی کے شعبوں، قابل تجدید طاقت، براہ راست ہوا کاربن کا استعمال، اور صحت سے متعلق ابال سے ملحقہ بایو کیمسٹری کو ایک پیداواری ترتیب میں جوڑتا ہے۔ ان علاقوں میں سے ہر ایک پہلے ہی اہم سرمایہ کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے۔ ایک ایسا نظام جو تینوں کو مربوط کرتا ہے، اگر پیداوار میں خاطر خواہ بہتری آتی ہے، تو فیڈ اور فوڈ مینوفیکچررز کے لیے امینو ایسڈ کی فراہمی کی معاشیات کو تبدیل کر سکتا ہے۔
محققین خود ان کے دعووں میں ماپا جاتا ہے۔ کام خام مال تیار کرنے کے کم زمین پر منحصر طریقہ کی طرف اشارہ کرتا ہے جس پر جدید خوراک کے نظام انحصار کرتے ہیں۔ آیا اس عمل کا صنعتی ورژن کبھی موجود ہے اس کا انحصار انزائم انجینئرنگ کی ترقی پر ہوگا جو موجودہ سائنس سے آگے ہیں۔
