Дріжджі виявилися кращими за нафту в хімічних процесах

Вчені розробили комплекс процеси біосинтезу in vitro, в яких використовували клітинні екстракти з пивних дріжджів. В результаті автори змогли отримати речовини, зазвичай синтезовані шляхом обробки нафти.

У майбутньому нафти ставатиме все менше, а потреба в ній для отримання хімічних сполук не пропаде. Вчені змогли отримати ці речовини без нафти - для цього вони модифікували звичайні пивні дріжджі

Десятиліття метаболічних досліджень і розробки генетичних інструментів роблять дріжджі S. cerevisiae високо контрольованим субстратом для біохімічного виробництва. Крім історичних застосувань у випічці і пивоварінні, ці дріжджі були розроблені для виробництва незліченних цільових молекул, що використовуються в промислових і терапевтичних цілях.

Однак системи клітинного виробництва ведуть внутрішню боротьбу між створенням більшої кількості клітин і виробництвом продукту, корисного для людей. Дослідники змогли позбутися цих обмежень зростання і життєздатності - для цього вчені перенесли біологічні механізми в позаклітинні біохімічні реакції, що дозволило їм оптимізувати процеси, які нелегко налаштувати в живих клітинах.

Раніше в позаклітинному біосинтезі з використанням сирих клітинних екстрактів в основному використовувалися немодифіковані штами E. coli. Дослідники розширили сферу застосування цього методу, використовуючи екстракти пивних дріжджів S. cerevisiae і включивши методи клітинної метаболічної інженерії для підвищення біосинтетичного потенціалу біохімічних реакцій. що метаболічна перебудова в клітинах призводить до отримання екстрактів з більшою продуктивністю, ніж якби за основу бралися незмінні екстракти.

За допомогою нового біохімічного процесу вчені змогли синтезувати три продукти - бутандіол, гліцерин і аконову кислоту - в 10 разів швидше, ніж це було доступно раніше в «клітинних» методах. Такий прорив вказує на гнучкість і ефективність інтеграції клітинної інженерії з позаклітинним біосинтезом. Сьогодні хімічні продукти, отримані дослідниками, синтезуються в ході нафтохімічних перетворень. Дріжджі в майбутньому зможуть замінити ці процеси, враховуючи той факт, що запаси нафти обмежені.

Стаття опублікована в журналі Nature Communications.