Модель предсказывает производство изопрена бактериями для биотоплива

Новая модель на основе транскриптомики точно предсказывает, сколько изопрена будет производить бактерия Bacillus subtilis в условиях стресса или при достаточном питании. Эта модель — шаг к пониманию того, как изменения в среде обитания бактерий влияют на экспрессию генов и, как следствие, на производство изопрена. Изопрен — это летучая жидкость, которую в настоящее время получают из нефти, и она используется в авиационном топливе и промышленности.

Потенциально изопрен можно получать из бактерий, которые, подобно клеткам растений и животных, производят его в небольших количествах для выполнения важных сигнальных и структурных функций. Стремясь максимизировать производство изопрена бактериями, команда исследователей изучила его регуляцию у B. subtilis — бактерии, которая естественным образом производит больше изопрена, чем другие микроорганизмы.

Команда обработала B. subtilis 30 различными химическими стрессорами и питательными веществами, изменяющими выработку изопрена, а затем проанализировала экспрессию более 4100 генов. Данные транскриптомики показали, что из 4100 генов на производство изопрена влияли или регулировали его 213 генов. На основе этих 213 генов команда построила статистическую модель, которая точно предсказывает уровни производства изопрена у B. subtilis в различных условиях. Это указывает на то, что одних лишь измерений транскриптомики достаточно, чтобы понять, какие клеточные состояния способствуют выработке изопрена.

Это фундаментальное понимание регуляции изопрена у бактерий помогает продвигать подходы синтетической биологии для создания микроорганизмов, производящих изопрен, а также другие высокоценные метаболиты.