Генетически модифицированные дрожжи производят высокий уровень полезной жирной кислоты

Исследователи из Университета Альберты с помощью ферментации разработали способ производить большее количество полезной жирной кислоты, которая в основном содержится в гранатах. Работа опубликована в Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Используя пекарские дрожжи, изначально не содержащие этой кислоты, учёные создали новый штамм с высоким содержанием пуниковой кислоты. Это предлагает устойчивый способ производства как самой ценной жирной кислоты, так и дрожжевой биомассы — дополнительного источника белка для пищевой промышленности и производства кормов — с дополнительной пользой для здоровья.

Пуниковая кислота, получаемая из масла семян экзотического фрукта, обладает рядом полезных свойств: снижает уровень холестерина, обладает противовоспалительным и противораковым действием. Однако, по сравнению с другими масличными культурами (например, рапсом), у граната очень низкое соотношение семян к плоду и выход масла, что ограничивает предложение и делает его более дорогим товаром.

Используя подход редактирования генов CRISPR-based gene shuffling, исследователи случайным образом интегрировали определённые гены, потенциально вовлечённые в синтез и накопление пуниковой кислоты, непосредственно в геном пекарских дрожжей. Это первый случай использования такого подхода для инженерии дрожжей с целью производства необычных растительных жирных кислот.

Вместо трудоёмкой стандартной практики тестирования комбинаций генов по одной, процесс gene shuffling позволил случайным образом добавить гены в штаммы дрожжей, создать библиотеку и затем отсеять её, чтобы идентифицировать лучшие варианты. Это гарантирует лучшую производительность, так как показывает, какие гены лучше работают вместе.

Эксперименты увеличили содержание пуниковой кислоты в 80 раз — до 26,7%. Это самый высокий уровень, достигнутый и зарегистрированный учёными в генетически модифицированных микроорганизмах или растениях на сегодняшний день, и показатель, «достаточно высокий, чтобы показать большой потенциал для коммерческого производства».

Полученный штамм дрожжей также имеет стабильное содержание пуниковой кислоты, что является многообещающим для возможного крупномасштабного использования, так как добавленные гены не теряются от одной партии ферментации к другой.

Открытия, по которым уже подана предварительная заявка на патент, основаны на более раннем исследовании учёных. Теперь они планируют выращивать свой высокоурожайный штамм в лабораторных ферментерах — шаг к масштабированию для потенциального коммерческого производства.

Кроме того, подход CRISPR-based gene shuffling достаточно универсален, чтобы его можно было использовать для инженерии пекарских дрожжей с целью производства других ценных необычных жирных кислот (например, из касторового масла), что открывает «захватывающий потенциал для разработки других биопродуктов».