Ученые из Университета Цзяннань нашли остроумный способ сделать дрожжи выносливее. Они взяли дрожжи Candida glabrata, которые часто используют на производствах, и усовершенствовали их. Внутрь микроба они встроили гены от грибка Rhizopus oryzae — эти гены заставляют дрожжи активно производить яблочную кислоту. А эта кислота — мощный антиоксидант.

Вот что изменилось в дрожжах после такой модернизации:

• У них снизился уровень вредных активных форм кислорода (окислительный стресс).
• Они стали вырабатывать больше энергии (АТФ).
• У них активизировались собственные защитные ферменты, например, супероксиддисмутаза и каталаза.

Но главная проверка ждала впереди. Эти же дрожжи показали удивительную стойкость к артемизинину — важному противомалярийному препарату, который сам по себе для микробов ядовит. Это открывает двери для создания куда более эффективных и стабильных «микробных фабрик» по производству лекарств и других ценных веществ, которые не будут бояться жестких промышленных условий.

Подробности опубликованы в издании Systems Microbiology and Biomanufacturing.

Реальная польза этого исследования кроется в увеличении экономической эффективности и стабильности промышленных биопроцессов. Сегодня многие лекарства, химикаты и даже пищевые ингредиенты производят с помощью дрожжей и бактерий. Эти организмы на заводах работают в постоянном стрессе: высокая температура, агрессивная среда, токсичные продукты их же собственной деятельности. Все это снижает выход продукта, увеличивает стоимость и делает процесс ненадежным. Усилив врожденную защиту микробов через производство собственного антиоксиданта (малата), мы получаем более «железных» работников. Они будут меньше „болеть“, стабильнее работать и производить больше нужного нам продукта, будь то артемизинин от малярии или любое другое вещество. Это прямой путь к снижению себестоимости и повышению доступности важных препаратов.

Основное замечание касается масштабируемости и применимости. Лабораторный успех в чашке Петри — это лишь первый, хоть и блестящий, шаг. Внедрение модифицированного штамма в реальное промышленное производство сопряжено с рисками.

• Во-первых, постоянная сверхэкспрессия новых генов — это большая метаболическая нагрузка на клетку. В долгосрочной перспектииве в условиях огромного биореактора это может привести к снижению продуктивности или генетической нестабильности штамма (например, он может «выбросить» добавленные гены).
• Во-вторых, необходимо тщательно оценить, не будет ли сам малат или другие измененные метаболиты мешать целевому процессу или загрязнять конечный продукт. Пока что устойчивость проверяли только к одному веществу (артемизинину), а в реальном производстве стрессоры всегда комплексные.

Ранее ученые превратили с помощью дрожжей мочу в материал для имплантов.