Для решения глобальных экологических проблем разработали супермикробов

Экологические проблемы, такие как истощение природных ресурсов, на первый план выдвигают потребность в создании возобновимой химической промышленности.

Метаболический инжиниринг повышает уровень производства химикатов, сделанных микробами на так называемых клеточных фабриках. Профессор Сенг Юп Ли из Корейского передового института науки и технологии намерен пояснить, как метаболический инжиниринг способен привести к развитию решений данных экологических проблем.

Например, полиэстеровая молочная кислота является биоразлагаемым материалом с широким спектром применения, от медицинских имплантов до чашек, сумок, пищевых упаковок и одноразовой посуды. Она может быть произведена прямой ферментацией возобновимых ресурсов с помощью метаболически разработанной Escherichia coli.

Микроорганизмы, изолированные в природе, используют собственный метаболизм для производства определенных химикатов. Однако часто они неэффективны, а потому используется метаболическая разработка для улучшения работы микробов. Начавшись в 1990-х, метаболический инжиниринг включает модификацию микробных клеток для увеличения производства биопродукта. Этот биопродукт может быть чем-то , что клетка производит естественным путем, как этанол или бутанол. Это также может быть что-то , что способны производить клеточные механизмы, если их естественные метаболические тропы в некотором роде изменены. Диапазон использования этого биопродукта может быть расширен за счет метаболической разработки, которая также способна оптимизировать процесс синтеза биопродукта.

Недавно метаболический инжиниринг стал более мощным за счет интеграции с системами и синтетической биологией. Биология систем — относительно новый подход к биологическому исследованию, которое анализирует сложные взаимодействия в рамках клеточных систем. Это позволяет понять метаболические реакции и путь, которым они регулируются клеточными генами.

Синтетическая биология — еще один новый подход, который проектирует и строит новые биологические функции и системы, которых нет в природе. Это позволяет проектировать новые гены, модели и цепи, которые можно использовать для модулирования клеточного метаболизма, чтобы получить больше желаемого биопродукта. Таким образом, системы метаболического инжиниринга теперь могут развивать наиболее высококачественные микроорганизмы намного более эффективно посредством интеграции себя с биологией систем и синтетической биологией.

Профессор Ли вводит общие стратегии для систем метаболического инжиниринга, которые будут сопровождаться массой успешных примеров, включая производство химикатов, топлив и материалов, таких как пропанол, бутанол, 1,4-диаминобутан, 1,5-диаминопентан, янтарная кислота, полигидроксиалканоаты и полимолочная кислота.

«Производство химикатов и материалов на биологической основе играет все более важную роль в установлении жизнеспособного мира. Чтобы сделать биопроцесс более эффективным и экономически конкурентоспособным, важно улучшить работу микроорганизмов посредством систем метаболического инжиниринга. От промышленных растворителей до пластиков растущее число продуктов для каждодневного использования производится посредством биопроцессов».

09.10.2012