Ученые уже могут получать химикаты от искусственно выведенных микроорганизмов. Но для крупномасштабного производства подходит мало процессов. Исследователи Фонда «Novo Nordisk» Датского технологического университета могут предложить потенциальное решение этой проблемы.
Основная сложность крупных ферментеров, по словам профессора Мортена Соммера, заключается в ограничении биопроизводства токсичностью и стрессами, позволяющим эволюции снизить или полностью прекратить выработку химикатов созданными клетками. Это усложняет и удорожает коммерциализацию технологии.
Новое исследование, представленное в PNAS, предполагает, что можно разработать клетки, преодолевающие эволюционное давление и стабильно производящие ценные химикаты в высокой концентрации. Для этого их нужно заставить расти только при содержании большого количества продукта.
«Переключая микроорганизмы на замедление роста при потере производительности, мы эффективно предотвращаем изменения в ведущих к ней генам. В результате мы сохраняем продуктивные клетки, даже когда им нужно заполнить большой объем бака ферментера», — сказал Питер Ругбьерг.
Идея заключается в обходе эволюции путем использования так называемого биодатчика, чувствующего продукт, мевалонат, внутри клетки. Сенсор может прекратить рост, если ее продуктивность падает ниже определенного уровня.
Ученые доказали работоспособность концепции. Если их результаты сохранятся при увеличении масштабов производства, микроорганизмы станут потенциальной альтернативой получению химикатов, сейчас изготавливаемых из нефтепродуктов. Фонд Novo Nordisk уже сотрудничает с биотехнологическими компаниями для исследования и определения влияния эволюции на существующие ферментационные баки.