Исследование выявило и охарактеризовало пути накопления липидов в дрожжах
Дрожжи Yarrowia lipolytica рассматриваются как перспективный организм для производства биотоплива, поскольку они накапливают большое количество липидов (масел и жиров). Однако ключевые биологические процессы, участвующие в этом, были мало изучены.
Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) провели первое комплексное метаболомическое и липидомическое исследование Y. lipolytica, чтобы охарактеризовать метаболические процессы, связанные с накоплением липидов.
Ключевые выводы исследования:
- Липиды накапливались быстро и достигли пика через 48 часов в ходе пятидневного эксперимента.
- Накопление липидов до максимального уровня происходило, когда клетки начинали синтезировать аминокислоты в присутствии избытка глюкозы — основного источника углерода.
- Однако наибольшая доля липидов, подходящих для биотоплива, наблюдалась уже через 24 часа, что указывает на наилучшее качество биотоплива до пика общего накопления липидов.
- К 72 часам, при истощении уровня глюкозы, клетки начали формировать более толстые клеточные стенки, возможно, для защиты. С точки зрения биоинженерии это означает бесполезную трату углерода, который мог бы пойти на производство липидов.
Значение и перспективы:
Полученные данные дают важное представление об оптимальных сроках и условиях для получения липидов из дрожжей. Новый комплексный набор данных позволит проводить более детальные эксперименты для определения конкретных генетических мишеней для будущих работ по метаболической инженерии.
Поскольку липиды Y. lipolytica имеют химические свойства, сходные с дизельным топливом, их можно напрямую использовать в качестве биодизеля. Понимание биосинтеза липидов в этом организме открывает путь к стратегиям повышения его продуктивности.
«В настоящее время мы проводим генетический и мульти-омный анализ индукции биосинтеза липидов у Y. lipolytica, чтобы сконструировать организм, который будет более эффективным производственным хостом», — отметил руководитель исследования доктор Скотт Бейкер.
Исследование опубликовано в журнале PLoS One.