Учёные создали тополя, синтезирующие ценный сквален, который обычно добывают из печени акул
Исследователи из Университета штата Мичиган сообщили о создании генетически модифицированных тополей, способных производить высокоценное химическое соединение — сквален. Результаты опубликованы в Plant Biotechnology Journal.
Тополь как многоцелевая биофабрика
Тополя уже рассматриваются как перспективное сырьё для биотоплива: они быстро растут на неплодородных землях. Однако экономическая конкуренция с нефтехимией остаётся проблемой.
Чтобы повысить ценность биомассы, учёные решили научить тополя производить терпены — обширный класс природных соединений с разнообразными свойствами. Целью стал сквален — органическое соединение, широко используемое в косметике и в качестве адъюванта в вакцинах. Сегодня основной источник сквалена — печень акул (Squalus).
Два пути, один результат
Команда инженерным путём заставила тополя производить сквален по двум разным биохимическим путям:
- В цитозоле (жидкой части клетки).
- В хлоропластах (органеллах, отвечающих за фотосинтез).
Путь в цитозоле нарушал формирование корней. А вот путь в хлоропластах оказался успешным: листья модифицированных тополей накапливали 0.63 мг сквалена на грамм сырого веса.
Экономическая реальность и перспективы
Анализ показал, что минимальная цена продажи такого сквалена для окупаемости составила бы 144закг * *, тогдакакакулийскваленстоитоколо * *40 за кг.
Для повышения экономической целесообразности учёные рассматривают два пути:
- Увеличение объёма производства.
- «Апгрейд» сквалена до амбреина — ещё более ценного терпена, который является основным компонентом амбры (вещества из пищеварительной системы кашалотов, используемого в парфюмерии). Ранее уже было показано, что бактерии можно модифицировать для производства амбреина.
Дополнительные преимущества
Исследование выявило дополнительный экологический бонус: тополя, производящие сквален, выделяют меньше изопрена — газа, косвенно способствующего парниковому эффекту.
Эта работа демонстрирует стратегию превращения быстрорастущих деревьев в устойчивые биологические фабрики для производства ценных химических веществ, что может повысить экономическую привлекательность биотопливных культур и снизить зависимость от добычи ресурсов из морских животных.