Терморегулируемый микроб — новый инструмент в биотехнологии
Учёные впервые создали терморегулируемый "биореактор" на основе гипертермофильного микроорганизма. Исследование, опубликованное 17 апреля в журнале mBio, показало, что модифицированный микроб производит целевое вещество при низких температурах и прекращает производство при высоких.
Ключевой организм и метод
- Микроорганизм: Гипертермофильный архей Pyrococcus furiosus, изначально выделенный из горячих морских отложений. Оптимальная температура роста — около 100°C.
- Метод: В геном P. furiosus встроили ген лактатдегидрогеназы от другого организма, Caldicellulosiruptor bescii (оптимальная температура роста — 78°C). Ген поместили рядом с "промотором холодового шока", который активирует соседние гены при температуре 72°C.
Принцип работы "температурного переключателя"
- Включение производства: При 72°C промотор активируется, и P. furiosus начинает производить лактат с помощью чужеродного фермента.
- Выключение производства: При возврате к 100°C производство лактата прекращается. Это исключает необходимость использования химических индукторов.
Преимущества системы
- Чистота и контролируемость: При низких температурах (72°C) собственный метаболизм P. furiosus практически останавливается. Это означает, что производство целевого продукта не мешает метаболизму микроба, и наоборот.
- Роль гипертермофила: Как пояснил ведущий автор Майкл Адамс, P. furiosus выступает в роли "биореактора", который поставляет кофакторы и цитоплазматическую среду для работы высокоактивных чужеродных ферментов.
Это достижение открывает новые перспективы для инженерии микроорганизмов в качестве "мини-фабрик" для контролируемого производства биопродуктов и биотоплива.