Инженеры вывели штамм распространенного вида бактерий, который может питаться исключительно тремя основными сахарами, содержащимися в стеблях кукурузы. Новый штамм бактерий Pseudomonas putida, способный потреблять несколько видов сахаров, интересен сам по себе, но в новой статье, опубликованной в Nature Communications, рассматриваются более широкие последствия этого открытия для будущего биопроизводства.
Исследовательская группа под руководством биоинженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего нашла новые способы использования процесса эволюции для создания штаммов микробов, которые могут питаться недорогим сырьем, таким как сельскохозяйственные отходы или даже смешанный пластик.
«Учитывая вероятность того, что некоторые из наиболее экономически выгодных видов сырья для биопроизводства будут представлять собой сложные смеси различных компонентов, эта работа имеет далеко идущие последствия. С помощью автоматизированной платформы для культивирования мы вывели бактериальный штамм, способный в процессе эволюции быстро и одновременно поглощать все три вида сахаров, содержащихся в стеблях кукурузы, — сказал Адам Файст, профессор биоинженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего и старший автор статьи. — Мы обнаружили, что ключевым моментом является эволюция штаммов в условиях определенной смеси сахаров, при которой для того, чтобы штамм вытеснил другие варианты, необходимо полностью поглотить все три вида сахаров. Это позволило получить универсальные, а не узкоспециализированные штаммы».
В перспективе универсальные штаммы бактерий могут оказаться особенно полезными для создания экономики биопроизводства будущего, в которой будет эффективно использоваться недорогое сырье, не отличающееся высокой однородностью, например сельскохозяйственные отходы и смешанный пластик.
Исследователи начали со штамма бактерий Pseudomonas, который ранее был модифицирован таким образом, чтобы он мог потреблять три вида сахаров, обычно встречающихся в сельскохозяйственных отходах: глюкозу, ксилозу и арабинозу. Однако исходный штамм не был достаточно оптимизирован для соответствия требованиям эффективности биопроизводства, и именно здесь на помощь пришла новая работа.
Затем инженеры запрограммировали этот бактериальный штамм на выработку индигоидина — желаемого вещества, синего пигмента, который используется для окрашивания одежды. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
