В синтетической биологии организмы, такие как бактерии или дрожжи смогут быть преобразованы в «мини-фабрики» в то время, в то время, когда питаемые питательные вещества, чтобы произвести широкий спектр продуктов от фармацевтических препаратов до промышленных химикатов и биотоплива. Но центральная проблема была действенным преобразованием богатого сырья для индустрии в конечный продукт, в особенности в то время, в то время, когда сырье для индустрии не что-то, что бактерии или дрожжи как правило «едят».В этом изучении исследователи подчернули, что простые подходы к изменению организмов, чтобы потреблять новые питательные вещества constitutively (т.е. без «от выключателя») смогут привести к неэффективности, в то время, в то время, когда питательные метаболические дороги не связаны с расположенными вниз по течению дорогами для ответов напряжения, роста клеток и других функций, важных для здоровья организма.Проявляя второй подход, исследователи забрали последовательность регулирующих генов, названных ДЕВОЧКОЙ regulon, что как правило обрабатывает галактозу – фаворита в меню дрожжей питательных веществ – и заменил кое-какие гены с теми, каковые становятся активированными и направляют нарушение, xylose.
Все другие гены в ДЕВОЧКЕ regulon были неизменны. Наровне с этим они сохранили более естественное сотрудничество между генами, каковые руководят кормлением и теми, каковые руководят выживанием.
Новый синтетический продукт regulon, названный XYL, разрешил дрожжевым клеткам вырасти более не так долго осталось ждать и до более высоких удельных весов клетки.«Вместо того, чтобы строить метаболическую структуру с нуля, мы можем перепроектировать существующий regulons, чтобы дать организму процветать на новом питательном веществе», сказал Никхил У. Нэр, доктор философии, доцент химической и биологической разработки в Пучках и соответствующем авторе этого изучения. «Адаптация местного жителя regulons вероятно намного более стремительным способом к дизайну новых синтетических организмов для промышленного применения».
Одно такое применение – производство этанола как биологическое горючее. Вопросы были поставлены, что отклонение громадных порций зерновых культур, таких как зерно, к производству биологического горючего имело возможность оказать негативное влияние на доступность и стоимость поставки продовольствия. Но xylose – сахар, полученный из в других отношениях не легко перевариваемых частей растительного материала. Свойство тревожить xylose вероятно способом к производству биологического горючего, которое не соперничает с поставкой продовольствия.
Как часть изучения, Nair и его команда кинули более близкий взгляд на то, что совсем правильно составляло улучшенное выживание xylose-пищевого организма дрожжей. Они сочли многочисленные гены активированными в XYL дрожжи, которыми regulon-руководят, что upregulated пути вовлеченный в рост, такие как обслуживание клеточной стенки, клеточное деление, митохондриальная биогенетика и аденозиновый трифосфат (ATP) производство.
Напряжения дрожжей, каковые имели учредительный (по большей части нерегулируемый) контроль xylose метаболизма, позвали пути, каковые связаны с напряжением клетки, голоданием и повреждением ДНК.«Отечественное изучение применило этот подход к xylose, но это предлагает более широкий принцип – приспосабливающийся родной regulons для действенной ассимиляции другого неродного сахара и питательных веществ», сказал Нэр. «Природа уже сделала работу настраивающихся метаболических генов и путей к среде организма.
Давайте используем это, вводя что-то новое в меню».