Координация между органеллами в дрожжах повышает производство ценных растительных соединений

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили новый способ повысить эффективность дрожжевых клеток как «фабрик» для производства ценных растительных соединений. Это достижение может обеспечить устойчивое производство растительных химических веществ, которые помогают растениям защищаться от болезней, отпугивать вредителей, привлекать опылителей и выдерживать стрессы, такие как засуха и жара.

Новое исследование, опубликованное в Science Advances, сосредоточено на улучшении работы растительных ферментов цитохромов P450 в дрожжевых клетках. Эти ферменты играют ключевую роль в метаболических путях, производящих большинство таких соединений.

Изучая растительный мембранный белок AtMSBP1, команда обнаружила механизм, который помогает дрожжевым клеткам лучше поддерживать работу растительных цитохромов P450. Эти открытия могут раскрыть потенциал для более эффективного и масштабируемого производства ценных растительных соединений.

Исследователи выяснили, что этот растительный белок-каркас помогает дрожжевым клеткам лучше координировать активность и коммуникацию между различными клеточными компартментами — не только эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР), но также митохондриями и вакуолями.

Эта неожиданная межорганелльная координация — включая расширенную трубчатую сеть ЭПР, увеличенный объем митохондрий и деление вакуолей — создает более динамичную среду, которая поддерживает функцию цитохромов P450, даже в отсутствие самого белка AtMSBP1.

Поскольку большинство растительных метаболических путей зависят от множества цитохромов P450, которые долгое время было трудно воссоздать в дрожжах, это открытие предоставляет новую схему для создания более эффективных микробных производственных систем. Например, будущие стратегии могут включать усиление межорганелльных взаимодействий и тонкую настройку внутренней среды клетки — вместо изменения одного клеточного компартмента — для повышения функции растительных цитохромов P450 в дрожжах.

Исследование возглавляли Яньран Ли и Шаньхуэй Сюй из Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего.