E. coli, способные расти на углекислом газе и муравьиной кислоте как единственных источниках углерода
Исследовательская группа KAIST по метаболической инженерии разработала стратегию для выращивания штамма E. coli до высокой плотности клеток, используя только CO₂ и муравьиную кислоту. Муравьиная кислота — одноуглеродная карбоновая кислота, которую легко получить из CO₂. Она проще в хранении и транспортировке, чем CO₂, и может считаться хорошей жидкой альтернативой.
При поддержке Центра исследований и разработок C1 Gas Refinery и Министерства науки и ИКТ команда под руководством профессора Санг Юп Ли создала штамм E. coli, способный расти до в 11 раз большей плотности клеток, чем ранее заявленные штаммы, используя CO₂ и муравьиную кислоту как единственные источники углерода. Работа опубликована в Nature Microbiology 28 сентября.
Ранее сообщалось о штаммах E. coli, растущих на CO₂ и муравьиной кислоте, но максимальный рост клеток оставался низким (оптическая плотность около 1), что делало производство химикатов из этих источников нереализуемым.
Команда ранее реконструировала цикл тетрагидрофолата и путь обратного расщепления глицина для создания штамма. Для дальнейшего усиления роста они внедрили ранее разработанный синтетический путь ассимиляции CO₂ и муравьиной кислоты, а также две формиатдегидрогеназы.
Метаболические потоки были точно настроены, усилен глюконеогенный поток и оптимизированы уровни цитохромов bo3 и bd-I убихинон оксидазы для генерации АТФ. Этот инженерный штамм E. coli смог достичь относительно высокой OD600 7–11, демонстрируя потенциал в качестве платформенного штамма, растущего исключительно на CO₂ и муравьиной кислоте.
Профессор Ли отметил: «Мы создали E. coli, которые могут расти до большей плотности, используя только CO₂ и муравьиную кислоту. Мы считаем это важным шагом вперед, но это не конец. Разработанному штамму требуется дальнейшая инженерия для более быстрого роста на значительно более высокой плотности».
Команда профессора Ли продолжает работу над таким штаммом. «В будущем мы будем рады увидеть производство химических веществ из инженерного штамма E. coli, использующего CO₂ и муравьиную кислоту в качестве единственных источников углерода», — добавил он.