प्रकाश का उपयोग करके रोगाणुओं में एंजाइम प्रतिक्रियाओं को तेज करना
वैज्ञानिक ई. कोलाई जैसे रोगाणुओं में एंजाइमों को सक्रिय करने के लिए प्रकाश का उपयोग कर रहे हैं, जिससे जटिल दवाओं और रसायनों के उत्पादन के लिए कुशल 'सेल फैक्ट्रियां' बन रही हैं।
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त्वरित संशोधन
Photobiocatalysis प्रकाश का उपयोग करके सूक्ष्मजीवों के भीतर एंजाइम प्रतिक्रियाओं को शुरू और तेज करता है।
रिसर्चर्स ने E. coli जैसे बैक्टीरिया और Pichia pastoris जैसी यीस्ट को 'बायोरिएक्टर' या 'सेल फैक्ट्री' के रूप में काम करने के लिए इंजीनियर किया है।
ये इंजीनियर किए गए सूक्ष्मजीव एंटी-कैंसर ड्रग्स (vinblastine, vincristine, Taxol precursor) और इंडस्ट्रियल पॉलीमर्स (pyridine dicarboxylate, styrene polymer) सहित जटिल और कीमती प्रोडक्ट्स को कुशलता से बना सकते हैं।
इस प्रोसेस में ग्लूकोज जैसी सिंपल शुगर को कच्चे माल के तौर पर इस्तेमाल किया जाता है।
UV, विजिबल और ब्लू लाइट सहित प्रकाश, इन प्रतिक्रियाओं के लिए एनर्जी सोर्स का काम करता है।
यह तरीका biosynthesis को photo-biotechnology के साथ जोड़ता है।
इस टेक्नोलॉजी में बड़े पैमाने पर केमिकल प्रोडक्शन की क्षमता है।
इस एरिया में रिसर्च दुनिया भर के संस्थानों द्वारा की जा रही है, जिनमें Nanjing University, Antaya University, Kobe University, DuPont, MIT और University of Illinois शामिल हैं।
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The emergence of photobiocatalysis represents a significant inflection point in industrial biomanufacturing, moving beyond conventional chemical synthesis. This innovative approach, leveraging light to accelerate enzyme reactions within engineered microbes, offers a compelling pathway for the cost-effective and environmentally benign production of high-value compounds. India, with its robust biotechnology sector and a pressing need for sustainable industrial solutions, must strategically invest in this domain.
Historically, our pharmaceutical and chemical industries have relied heavily on energy-intensive, multi-step chemical processes, often generating substantial hazardous waste. This new paradigm, exemplified by the production of anti-cancer drugs like vinblastine and industrial polymers from simple sugars using E. coli, promises to drastically reduce the environmental footprint. It aligns with the national imperative for Green Chemistry and a circular economy, as outlined in various policy documents from the NITI Aayog and the Ministry of Environment, Forest and Climate Change.
However, scaling these laboratory successes to industrial production presents formidable challenges. While the article highlights the potential for 'large-scale chemical production,' issues of bioreactor design, light penetration efficiency in dense cultures, and downstream processing remain critical. Furthermore, regulatory frameworks for genetically engineered microbes, though established by bodies like the Genetic Engineering Appraisal Committee (GEAC), need to be agile enough to facilitate innovation while ensuring biosafety.
To capitalize on this, the Department of Biotechnology (DBT) and the Department of Science & Technology (DST) must prioritize funding for translational research and pilot projects. Establishing dedicated bio-manufacturing hubs, similar to those in Singapore or Germany, could foster collaboration between academia and industry. This would not only secure domestic supply chains for critical drugs but also position India as a leader in sustainable bio-manufacturing, attracting global investment and talent.
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सारांश
Scientists are now using light to power tiny living organisms, like bacteria, to make important things such as medicines and plastics. This new method is cleaner and more efficient than traditional factories, using simple sugars as raw materials instead of harsh chemicals.
Source Articles
Photobiology: speeding up enzyme reactions in microbes using light - The Hindu
quiz on enzymes - The Hindu
Enzyme to arrest bacteria cell growth discovered - The Hindu
IISc scientists find a way to break down ‘biofilm barriers’ by using cow’s gut enzyme to aid entry of drugs - The Hindu
लेखक के बारे में
Richa SinghScience Policy Enthusiast & UPSC Analyst
Richa Singh GKSolver पर Science & Technology विषयों पर लिखते हैं।
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