Дрожжи используют масла из пластиковых отходов для производства ценных химикатов

Полиолефины — тип пластика, устойчивый к разложению. Это затрудняет переработку такого пластика (он используется в продуктах от пакетов до бамперов). В новом исследовании учёные обнаружили потенциальное решение — дрожжи Yarrowia lipolytica.

Исследование показало, что дрожжи могут использовать углеводороды из отходов полиолефинового пластика для роста собственных клеток. Они делают это, переключая производство белка на энергетический и липидный метаболизм для роста на углеводородах. Также они способны продуцировать лимонную кислоту и нейтральные липиды, которые можно использовать для производства биоразлагаемых полиэфиров и полиуретанов.

Статья опубликована в журнале mSystems.

Пластиковые отходы, такие как полиолефины, представляют сложность для биологической переработки (upcycling) — процессов, использующих природные средства (например, микробы) для разложения и повторного использования пластиков. Это исследование обнаружило дрожжи, которые могут выступать микробными катализаторами для пластиков, что делает их перспективным выбором для устойчивых процессов биологической переработки пластиковых отходов. Результаты — шаг к декарбонизации и снижению загрязнения окружающей среды из-за потребления пластика, его сжигания и захоронения.

В мире необходимы устойчивые процессы биологической переработки пластиковых отходов в рамках циркулярной биоэкономики. Данное исследование использовало характеристику штамма и протеомный анализ, чтобы раскрыть мощные метаболические возможности Y. lipolytica для переработки полиэтилена в ценные химикаты.

При росте на углеводородах Y. lipolytica разделялась на планктонные и связанные с маслом клетки, каждая из которых демонстрировала различные протеомы и распределение аминокислот. Дрожжам требовалось значительное перераспределение протеома в сторону энергетического и липидного метаболизма для активного роста на углеводородах, причём n-гексадекан был предпочтительным субстратом.

Этот рост включал экспрессию и повышение регуляции множества связанных белков и путей, включая путь деградации углеводородов, цикл Кребса, глиоксилатный шунт и, неожиданно, метаболизм пропионата. Однако явная чрезмерная инвестиция в эти же категории для использования сложного деполимеризованного пластикового масла происходила за счёт биосинтеза белка, что ограничивало рост клеток.

В целом, это исследование проясняет, как Y. lipolytica активирует свой метаболизм для использования деполимеризованного пластикового масла, и подтверждает её перспективность в качестве хозяина для переработки пластиковых отходов.