வைட்டமின் K₂ ஒரு புதிய வழியில்: ஒரு "சீஸ்" நுண்ணுயிர் எவ்வாறு வைட்டமின்களை மலிவாகவும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாகவும் மாற்ற விஞ்ஞானிகளுக்குக் கற்றுக் கொடுத்தது.

லாக்டோகாக்கஸ் லாக்டிஸ் பாக்டீரியா (பாலாடைக்கட்டிகள் மற்றும் கேஃபிரின் அதே பாதுகாப்பான "வேலைக்காரன்") வைட்டமின் K₂ இன் முன்னோடியை அதிகமாக உற்பத்தி செய்ய பிடிவாதமாக மறுப்பது ஏன் என்பதையும் - கவனமாக "வரம்புகளை அகற்றுவது" எப்படி என்பதையும் ரைஸ் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஒரு குழு கண்டறிந்துள்ளது. செல்கள் நன்மைக்கும் (குயினோன்கள் ஆற்றலுக்குத் தேவை) நச்சுத்தன்மைக்கும் இடையில் சமநிலையை ஏற்படுத்துகின்றன (அவற்றின் அதிகப்படியான ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தைத் தூண்டுகிறது). விஞ்ஞானிகள் ஒரு சூப்பர்-சென்சிட்டிவ் பயோசென்சாரைச் சேகரித்து, தொகுப்பு பாதைகளில் "கம்பிகளை எறிந்து" ஒரு கணித மாதிரியை இணைத்துள்ளனர். முடிவு: இரண்டு "திரைச்சீலைகள்" ஒரே நேரத்தில் தலையிடுகின்றன - பாதையின் உள்ளமைக்கப்பட்ட ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஆரம்ப அடி மூலக்கூறின் பற்றாக்குறை; கூடுதலாக, டிஎன்ஏவில் மரபணுக்களின் வரிசை கூட முக்கியமானது. நீங்கள் மூன்று கைப்பிடிகளை ஒன்றாக சரிசெய்தால் (அடி மூலக்கூறு → என்சைம்கள் → மரபணு வரிசை), வெளியீட்டு உச்சவரம்பை உயர்த்தலாம். இந்த வேலை ஆகஸ்ட் 11, 2025 அன்று mBio இல் வெளியிடப்பட்டது.

ஆய்வின் பின்னணி

• அனைவருக்கும் வைட்டமின் K₂ ஏன் தேவை? மெனாகுவினோன்கள் (வைட்டமின் K₂) இரத்த உறைவு, எலும்பு ஆரோக்கியம் மற்றும் இரத்த நாளங்களுக்கு முக்கியம். சப்ளிமெண்ட்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் கிளாசிக் வேதியியல் தொகுப்பு விலை உயர்ந்தது மற்றும் மிகவும் பசுமையானது அல்ல. பாதுகாப்பான உணவு பாக்டீரியாவில் நொதித்தல் மூலம் K₂ ஐ உருவாக்குவதே தர்க்கரீதியான தீர்வாகும்.
• லாக்டோகாக்கஸ் லாக்டிஸ் ஏன்? இது பால் தொழிலின் முன்னணிப் பொருளாகும், GRAS அந்தஸ்துடன். இது பயிரிட எளிதானது, பாதுகாப்பானது மற்றும் ஏற்கனவே உணவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது - நுண்ணுயிரிகளை வைட்டமின் உயிரித் தொழிற்சாலையாக மாற்றுவதற்கான சரியான அடிப்படை.
• உண்மையான முட்டுச்சந்து எங்கே? K₂ உயிரியல் தொகுப்பு பாதை வினைத்திறன் மிக்க குயினோன் இடைநிலைகள் வழியாக செல்கிறது. ஒருபுறம், அவை செல்லுக்குத் தேவைப்படுகின்றன (ஆற்றல், எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம்), ஆனால் மறுபுறம், அதிகமாக அவை நச்சுத்தன்மையுடையதாகின்றன (ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தம்). எனவே, நீங்கள் நொதிகளை "மாற்றியமைத்தாலும்", செல் தானே ஓட்ட விகிதத்தில் வரம்புகளை அமைக்கிறது.
• முன்பு என்ன காணவில்லை.
  • நிலையற்ற இடைநிலை வளர்சிதை மாற்றங்களின் துல்லியமான அளவீடுகள் - நிலையான முறைகள் மூலம் அவற்றை "பிடிப்பது" கடினம்.
  • குறைந்த வெளியீடு பாதை ஒழுங்குமுறையா, ஆரம்ப அடி மூலக்கூறு இல்லாமையா அல்லது... ஓபரானின் (டிஎன்ஏவில் உள்ள மரபணுக்களின் வரிசை) அடிக்கடி கவனிக்கப்படாத கட்டமைப்பா என்பதைப் புரிந்துகொள்வது.
• இந்த வேலை ஏன். ஆசிரியர்களுக்குத் தேவைப்பட்டது:
  1. "வழுக்கும்" இடைநிலைகளை இறுதியாக அளவிட ஒரு உணர்திறன் பயோசென்சரை உருவாக்குதல்;
  2. முழு அடுக்கின் மாதிரியையும் ஒன்று திரட்டி, உண்மையான "தடைகள்" எங்கே என்பதைக் கண்டறியவும்;
  3. மூன்று கைப்பிடிகள் ஒரே நேரத்தில் வெளியீட்டை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதை சோதிக்க - அடி மூலக்கூறு வழங்கல், முக்கிய நொதிகளின் அளவுகள் மற்றும் மரபணுக்களின் வரிசை - மற்றும் அவற்றை ஒன்றாக திருப்புவதன் மூலம் இயற்கை உச்சவரம்பை உடைக்க முடியுமா என்பதை சோதிக்க.
• நடைமுறை அறிவு. நுண்ணுயிரி எங்கு "தன்னை மெதுவாக்குகிறது" என்பதை நீங்கள் சரியாகப் புரிந்து கொண்டால், அதே வளங்களைக் கொண்டு அதிக வைட்டமின் உற்பத்தி செய்யும் விகாரங்களை நீங்கள் வடிவமைக்கலாம், மேலும் உற்பத்தியை மலிவாகவும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாகவும் மாற்றலாம். வைட்டமின்கள் முதல் மருந்து முன்னோடிகள் வரை "பயனுள்ள" குயினோன்கள் நச்சுத்தன்மையின் விளிம்பில் இருக்கும் பிற பாதைகளுக்கும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

அவர்கள் சரியாக என்ன செய்தார்கள்?

• கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒரு இடைநிலைப் பொருள் பிடிபட்டது. அனைத்து வகையான வைட்டமின் K₂ (மெனாகுவினோன்) சேகரிக்கப்படும் முன்னோடி மிகவும் நிலையற்றது. அதை "பார்க்க", மற்றொரு பாக்டீரியத்தில் ஒரு தனிப்பயன் பயோசென்சர் செய்யப்பட்டது - உணர்திறன் ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு அதிகரித்தது, மேலும் அளவீடுகளுக்கு எளிய ஆய்வக உபகரணங்கள் போதுமானதாக இருந்தன.
• அவர்கள் மரபியலை சுழற்றி மாதிரியுடன் ஒப்பிட்டனர். ஆராய்ச்சியாளர்கள் பாதையின் முக்கிய நொதிகளின் அளவை மாற்றி, முன்னோடியின் உண்மையான வெளியீட்டை மாதிரியின் கணிப்புகளுடன் ஒப்பிட்டனர். மாதிரி அடி மூலக்கூறு "எல்லையற்றது" என்று கருதினாலும், அனைத்தும் வேறுபட்டன. தொடக்கத்தின் குறைபாட்டைக் கருத்தில் கொள்வது மதிப்புக்குரியது, மேலும் கணிப்புகள் இடத்தில் "விழுந்தன": நாம் நொதிகளை மட்டுமல்ல, பாதைக்கான மூலப்பொருட்களையும் எதிர்கொள்கிறோம்.
• டிஎன்ஏ "கட்டமைப்பின்" பங்கு கண்டறியப்பட்டது. நொதி அடுக்கின் மரபணுக்களின் வரிசை கூட நிலையற்ற இடைநிலை உற்பத்தியின் அளவைப் பாதிக்கிறது. மறுசீரமைப்பு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களைக் கொடுத்தது - இதன் பொருள் பரிணாமம் மரபணுவின் வடிவவியலையும் ஒரு சீராக்கியாகப் பயன்படுத்துகிறது.

எளிய வார்த்தைகளில் முக்கிய கண்டுபிடிப்புகள்

• நச்சுத்தன்மைக்குள் செல்லாமல் உயிர்வாழவும் வளரவும் எல். லாக்டிஸ் போதுமான முன்னோடியை மட்டுமே பராமரிக்கிறது. போதுமான அடி மூலக்கூறு இல்லையென்றால் வெறுமனே “என்சைம்களைச் சேர்ப்பது” உதவாது: இது மாவு சேர்க்காமல் அதிக குக்கீ தாள்களை வைப்பது போன்றது.
• உற்பத்தி "உச்சவரம்பு" இரண்டு விஷயங்களால் ஒன்றாக அமைக்கப்படுகிறது: பாதையின் உள் ஒழுங்குமுறை மற்றும் மூலத்தின் கிடைக்கும் தன்மை. இவை அனைத்திற்கும் மேலாக ஓபரானில் உள்ள மரபணுக்களின் வரிசை உள்ளது. ஒரே நேரத்தில் மூன்று நிலைகளை டியூன் செய்வது இயற்கையான வரம்பைத் தாண்டிச் செல்ல உங்களை அனுமதிக்கிறது.

இது ஏன் அவசியம்?

• வைட்டமின் K₂ இரத்த உறைவு, எலும்புகள் மற்றும் வாஸ்குலர் ஆரோக்கியத்திற்கு முக்கியமானது. தற்போது, இது வேதியியல் தொகுப்பு அல்லது மூலப்பொருட்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது - இது விலை உயர்ந்தது மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்தது அல்ல. பாதுகாப்பான உணவு பாக்டீரியாவை பொறியியல் செய்வது நொதித்தல் மூலம் K₂ ஐ உருவாக்க வாய்ப்பளிக்கிறது - மலிவானது மற்றும் "பசுமையானது".
• தொகுப்புப் பாதையில் உள்ள "பிரேக்குகள்" எங்கே என்பதைப் புரிந்துகொள்வது உற்பத்தியாளர்களுக்கான ஒரு வரைபடமாகும்: அதே அளவு தீவனம் மற்றும் பரப்பளவில் அதிக வைட்டமினை உற்பத்தி செய்யும் விகாரங்களை உருவாக்க முடியும், மேலும் எதிர்காலத்தில், K₂ ஐ நேரடியாக உற்பத்தியில் அல்லது குடலில் ஒருங்கிணைக்கும் புரோபயாடிக்குகள் கூட (நிச்சயமாக, கண்டிப்பாக ஒழுங்குமுறைக்கு உட்பட்டவை).

மேற்கோள்கள்

• "வைட்டமின் உற்பத்தி செய்யும் நுண்ணுயிரிகள் ஊட்டச்சத்து மற்றும் மருந்தை மாற்றும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் முதலில் அவற்றின் உள் 'அவசரகால ஸ்டாப்காக்ஸை' நாம் புரிந்துகொள்ள வேண்டும்," என்கிறார் இணை ஆசிரியர் கரோலின் அஹோ-ஃபிராங்க்ளின் (ரைஸ் பல்கலைக்கழகம்).
• "நாங்கள் அடி மூலக்கூறு குறைப்பைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டபோது, மாதிரி இறுதியாக பரிசோதனையுடன் பொருந்தியது: மூலப்பொருள் தீர்ந்து போகும்போது செல்கள் இயற்கையான உச்சவரம்பைத் தாக்கும்," என்று ஒலெக் இகோஷின் மேலும் கூறுகிறார்.

தொழில்துறைக்கு இது என்ன அர்த்தம் - ஒவ்வொரு புள்ளியாக

• கருவிகள்: இப்போது நுண்ணிய கட்டுப்பாட்டுக்கான பயோசென்சாரும் "தடைகளை" சரியாகக் கணக்கிடும் ஒரு மாதிரியும் உள்ளன. இது "வடிவமைப்பு → சரிபார்ப்பு" சுழற்சியை துரிதப்படுத்துகிறது.
• அளவிடுதல் உத்தி: ஒரு "சூப்பர் என்சைமை" துரத்த வேண்டாம். மூன்று குமிழ்களை மாற்றவும்: அடி மூலக்கூறு தீவனம் → நொதி அளவுகள் → மரபணு வரிசை. இந்த வழியில், இயற்கை வரம்பை மீறுவதற்கான அதிக வாய்ப்பு உங்களுக்கு உள்ளது.
• சகிப்புத்தன்மை: குயினோன்களுக்கான நன்மை/நச்சுத்தன்மை சமநிலைக் கொள்கைகள் வைட்டமின்கள் முதல் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் வரை பிற நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் பாதைகளுக்கும் பொருந்தும்: அதிகப்படியான எதிர்வினை இடைநிலைகள் மற்றும் வளர்ச்சி வீழ்ச்சி.

எச்சரிக்கை எங்கே?

பாதுகாப்பான உணவு பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் ஆய்வக நிலைமைகளில் இது ஒரு அடிப்படை வேலை. பட்டறைக்கு முன் இன்னும் கேள்விகள் உள்ளன: திரிபு நிலைத்தன்மை, "செயல்பாட்டு" தயாரிப்புகளுக்கான ஒழுங்குமுறை, அளவிடுதல் பொருளாதாரம். ஆனால் சாலை வரைபடம் - எங்கு திரும்புவது, எதை அளவிடுவது - ஏற்கனவே உள்ளது.

சுருக்கம்

ஒரு நுண்ணுயிரியிலிருந்து அதிக வைட்டமின் தயாரிக்க, ஒரு நொதிக்கு "வாயுவை வழங்குவது" மட்டும் போதாது - எரிபொருளை வழங்குவதும் சரியான வயரிங் இணைப்பதும் முக்கியம்.லாக்டோகாக்கஸ் லாக்டிஸை ஒரு பச்சை K₂ தொழிற்சாலையாக மாற்றுவதற்கு அடி மூலக்கூறு, மரபணுக்கள் மற்றும் ஒழுங்குமுறைகளை எவ்வாறு ஒன்றாக மாற்றுவது என்பதை mBio ஆய்வு காட்டுகிறது - மேலும் வைட்டமின்களை மலிவாகவும் சுத்தமாகவும் மாற்றுகிறது.

மூலம்: லி எஸ். மற்றும் பலர். குயினோன் உயிரியக்கத் தொகுப்பின் வளர்ச்சி நன்மைகள் மற்றும் நச்சுத்தன்மை இரட்டை ஒழுங்குமுறை பொறிமுறை மற்றும் அடி மூலக்கூறு வரம்புகளால் சமப்படுத்தப்படுகின்றன, mBio, ஆகஸ்ட் 11, 2025. doi.org/10.1128/mbio.00887-25.