Прорыв: бактерии можно использовать как клеточные фабрики для производства биотоплива

Ученые из Университета Кента разработали новую технологию манипулирования малыми клеточными структурами для использования в биотехнологиях, включая производство биотоплива и вакцин.

Исследователи создали усовершенствованную систему для синтеза нанореакторов внутри клеток, которые помогают превращать сахар в топливо. Эта же технология позволяет покрывать наночастицы белками для создания вакцин.

Ученые перепроектировали и модифицировали крошечные бактериальные клеточные структуры — органеллы, известные как бактериальные микрокомпартменты (BMCs), — чтобы ими было легче управлять и превращать бактерии в «клеточные фабрики».

BMCs имеют диаметр около 100 нм и естественным образом содержат специфические метаболические пути — цепочки химических реакций. Хотя BMCs обладают огромным потенциалом в биотехнологии, ключевым препятствием для их использования была сложность контролируемого внедрения новых процессов внутрь BMC.

Чтобы решить эту проблему, исследователи перепроектировали ключевой компонент поверхности BMC. Это позволило не только помещать белки внутрь BMC, но и выводить их на поверхность органеллы.

Для этого ученые использовали пару взаимодействующих пептидов, разработанных в Бристольском университете, чтобы доставлять белки к этим внутриклеточным органеллам. Затем методы синтетической биологии позволили модифицировать один из компонентов оболочки BMC, что дало возможность использовать ту же технологию для внутреннего размещения белков.

Ведущий ученый проекта, доктор Мэтт Ли из Университета Кента, заявил: «Этот прорыв открывает возможность использования этих органелл для широкого спектра применений, включая производство биотоплива, доставку лекарств и разработку вакцин. Это демонстрирует силу синтетической биологии для достижения полезных приложений в биотехнологии».

Исследование «De novo targeting to the cytoplasmic and luminal side of bacterial microcompartments» опубликовано в журнале Nature Communications.