Genetiškai „užsiliepsnojusios“ bakterijos gamina didelės vertės chemikalus

  • Dauguma didelės vertės chemikalų dabar gaminami naudojant iškastinį kurą. Pramoninių chemikalų naudojimas aliejuje išmeta 14% visų šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
  • Įdomi alternatyva yra suprojektuoti bakterijas kaip „ląstelių fabriką“, kad būtų gaminamos didelės vertės chemikalai, tokie kaip biokuras, polimerai ir vaistai, turintys genetinį jungiklį, kuris nukreipia jų chemiją.
  • Brangių cheminių medžiagų naudojimas labai riboja jų komercinį potencialą. Tyrėjai naudojo matematinius modelius kurdami naują genetinį jungiklį, kad visam laikui įjungtų gamybą, kurioje būtų galima naudoti pigias natūralias maistines medžiagas – smarkiai sumažinant šias išlaidas.
  • Tai lemia tvarią ir ekonomiškai perspektyvią didelės vertės cheminių medžiagų gamybą nuo pigių maisto produktų iki ekologiškesnės ir švaresnės ateities.

Didelės vertės chemikalai, naudojami biokure ir farmacijoje, gali būti pagaminti iš bakterijų, keičiant jų chemiją ir gaminant naujus produktus. Tyrėjai Varviko universitetas jie rado būdą, kaip smarkiai sumažinti šių jungiklių įjungimo išlaidas.

Chemikalus naudojame beveik viskam – nuo maisto konservantų iki vaistų ir kosmetikos, taip pat biokuro. Daugelis jų yra naftos chemijos dariniai, todėl jų sintezė nėra tvari. Todėl būtina ieškoti alternatyvių būdų, kaip pramoniniu mastu gaminti chemines medžiagas tvariu ir prieinamu būdu, atveriant kelią švaresnei ir ekologiškesnei ateičiai.

Bakterijos gamtoje gali būti laikomos mikro-chemijos augalu, ir daugelis tyrinėtojų bando suprasti, kaip sudėtingas cheminių reakcijų tinklas gali būti sujungtas, kad pigios žaliavos, pvz., Gliukozė, būtų mūsų naudojamos. Genetinių jungiklių naudojimas siekiant pakeisti bakterijų chemiją yra įdomi plėtra sintetinės biologijos srityje.

Kompiuteriu sukurtas genetinis jungiklis

Skaičiavimo būdu sukurto genetinio jungiklio schema, rodanti, kad cheminė gamyba yra tikrai suaktyvinta, kai cheminis induktorius pridedamas viršuje kairėje. Šis jungiklis padaro mikrobines chemines medžiagas labiau keičiamas ir tvarias (viršuje dešinėje). „Open Access“ popieriaus nuotrauka (apačioje kairėje) ir autorių nuotraukos (apačioje dešinėje) rodo, kaip suprojektuoti pakeitimą. Kreditas: Warwick universitetas

Paprastai genetiniai jungikliai užsidega pridėjus cheminės medžiagos, vadinamos induktoriumi. Tačiau induktoriai yra brangūs ir dažnai juos reikia nuolat pridėti, kad būtų išvengta užtemimų, panašių į tuos, kurių „šviesos jungiklis“ išsijungia, kai jį atleidžiate. Dėl to šis požiūris keičiasi brangiai ir todėl išauga iki pramoniniu požiūriu netvarios pramonės gamybos.

Ant lapo, ‘Sukurkite negrįžtamą medžiagų apykaitos jungiklį, kad būtų galima keisti mikrobų cheminių medžiagų gamybą“, paskelbta žurnale Gamtos komunikacijos, Warwicko universiteto inžinerijos mokyklos mokslininkai rado pigų būdą pakeisti bakterijas chemijos gamybos režimu.

Dr. Ahmadas A. Mannanas ir profesorius Declanas G. Batesas vadovauja Warwicko Integrinės sintetinės biologijos centrui inžinerijos mokykloje – naujam teoriniam tyrimui, kaip biosensoriai E. coli kurie reaguoja į pigias natūralias maistines medžiagas, tokias kaip oleino rūgštis rūgštis galima naudoti kuriant jungiklius. Naudodamiesi matematiniais modeliais ir grįžtamojo ryšio inžinerijos principais valdydami grįžtamąjį ryšį, dažniausiai naudojami skrydžio valdymo sistemose, jie nustatė, kaip sukurti genetinį bakterijų jungiklį, pašalinantį „spyruoklinę“ nugarą, todėl jį pakeisti galima tik pridėjus pigų natūralių maistinių medžiagų impulsą. tokiu būdu, kuris visam laikui gamina ląsteles – labai sumažindamas išlaidas.

Dr. Ahmadas Mannanas iš Varviko inžinerijos mokyklos integruotos sintetinės biologijos centro komentavo:

“Bakterijų sugebėjimas nuolat užsiliepsnoti chemijos gamyboje yra svarbus žingsnis į priekį ekonomiškai perspektyviai cheminei mikrobų gamybai. Žingsniai būtų žinoti principus, kaip suprasti, kur” šviesoforas “yra šio” šviesoforo “naudojimo plane. “ir galbūt bendradarbiauti su pramone, kad ją būtų galima lengvai įtraukti į esamus fermentacijos procesus”.

Profesorius Declanas Batesas iš Varviko inžinerijos mokyklos integruotos sintetinės biologijos centro pridūrė:

“Naudodami pažangiausius sintetinės biologijos metodus, mūsų darbas sukūrė pagrindą, kaip sukurti laboratorijoje siūlomą negrįžtamą jungiklį. Mūsų darbas keičia ne tik tai, kaip chemijos pramonė gamina didelės vertės chemikalus, bet ir padeda žmonėms judėti. atokiau nuo priklausomybės nuo neatsinaujinančių išteklių.

Nuoroda: Ahmadas A. Mannanas ir Declanas G. Batesas, 2021 m. Birželio 8 d. „Negrįžtamojo metabolinio kintamojo sukūrimas siekiant sukelti cheminę mikrobų gamybą“. Gamtos komunikacijos.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23606-x

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.