Повышение производства биобензина в микробах

Исследователи из Объединенного института биоэнергетики (JBEI) Министерства энергетики США идентифицировали микробные гены, которые могут улучшить как устойчивость, так и производство биобензина в инженерных штаммах Escherichia coli.

Под руководством Айндрилы Мукхопадхьяй было проведено исследование, в котором использовались транскриптомные данные и синтетический метаболический путь для выявления нескольких генов, улучшающих толерантность и продукцию изопентенола в E. coli. Изопентенол — пятиатомный спирт, перспективный кандидат для биобензина, но, как и другие короткоцепочечные спирты, токсичен для E. coli при коммерческих уровнях производства топлива.

Исследование показало, что инженерия микробной толерантности с использованием транскриптомных данных позволяет выявить гены-мишени, улучшающие производство топлива. Среди целей — регулятор биосинтеза аминокислот и белок ABC-транспортера, первый нативный транспортер, повышающий устойчивость к короткоцепочечному спирту.

В исследовании использовались транскриптомные данные для идентификации 40 генов E. coli, экспрессия которых повышалась при воздействии изопентенола. Эти гены были сверхэкспрессированы в E. coli для оценки их потенциала в повышении толерантности к изопентенолу. Затем гены, обеспечивающие толерантность, были совместно экспрессированы с метаболическим путем производства изопентенола, чтобы определить, какие из них повышают продуктивность.

• MetR, регулятор биосинтеза метионина, улучшил титр производства изопентенола на 55%.
• MdlB, ABC-транспортер, обеспечил улучшение производства изопентенола на 12%.

Особый интерес представляет дальнейшее изучение транспортера MdlB — первого нативного гена-транспортера, который, как было показано, улучшает производство короткоцепочечного спирта, что открывает новое ценное направление для инженерии организма-хозяина в производстве биобензина.