Создание устойчивых дрожжей как заменителя нефти
В поисках устойчивых и экологичных технологий производства полезных соединений исследователи обратились к микроорганизмам. Один из перспективных методов использует обычные пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae для производства органического соединения 2,3-бутандиола (2,3-BDO), применяемого в фармацевтике и косметике.
Однако массовому внедрению метода мешает низкая толерантность дрожжей к высоким концентрациям 2,3-BDO, что снижает их продуктивность.
Группа доцента Рёсукэ Ямады из Осакского столичного университета решила эту проблему, усилив S. cerevisiae путём внесения мутаций в геномную ДНК. Учёные создали четыре модифицированных штамма и подвергли их стрессу этанолом, высокой температурой и низким pH.
В результате был получен мутантный штамм YPH499/Co58, который в среде с высокой концентрацией 2,3-BDO размножается в 122 раза эффективнее, чем исходный штамм. Анализ экспрессии генов показал, что ключевую роль в устойчивости к 2,3-BDO играет активация генов, связанных с:
- протеасомой,
- пероксисомой,
- циклом трикарбоновых кислот (TCA),
- митохондриями,
- транскрипционной регуляцией.
«Технология мутагенеза геномной ДНК дрожжей — это высокоэффективная базовая технология для улучшения их возможностей», — заявил профессор Ямада.
Этот метод может способствовать созданию устойчивого общества, позволяя не только производить 2,3-BDO, но и разрабатывать другие устойчивые микроорганизмы для эффективного синтеза полезных веществ.