Bactérias podem produzir químicos de alto valor

Produtos químicos de alto valor usados ??em biocombustíveis e produtos farmacêuticos podem ser produzidos a partir de bactérias, trocando-se sua química para produzir novos produtos. Pesquisadores da Universidade de Warwick descobriram uma maneira de cortar drasticamente o custo de ligar esses interruptores.

Usamos produtos químicos para quase tudo, desde conservantes de alimentos a produtos farmacêuticos e cosméticos, e até biocombustíveis. Muitos deles são derivados petroquímicos e, portanto, sua síntese não é sustentável. Portanto, é essencial buscar formas alternativas de fabricar produtos químicos, em escala industrial, de forma sustentável e barata - abrindo caminho para um futuro mais verde e mais limpo.

As bactérias podem ser vistas como fábricas microquímicas da natureza, e muitos pesquisadores estão tentando entender como sua complexa rede de reações químicas pode ser reconectada para converter matéria-prima barata como a glicose em produtos químicos úteis para nosso uso. Usar interruptores genéticos para redirecionar a química da bactéria é um desenvolvimento estimulante no campo da Biologia Sintética.

Normalmente, os interruptores genéticos são ativados com a adição de uma substância química chamada indutor. No entanto, indutores são caros e muitas vezes precisam ser constantemente adicionados para evitar que sejam desligados, de forma análoga a um "interruptor de luz com uma mola" que desliga quando você o solta. Isso torna essa abordagem de troca cara e, portanto, a expansão para a produção industrial economicamente inviável.

No artigo, 'Projetando uma chave metabólica irreversível para indução escalonável de produção química microbiana', publicado na revista Nature Communications , pesquisadores da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick encontraram uma maneira barata de colocar bactérias em modo de produção química.

Liderada pelo Dr. Ahmad A. Mannan e pelo professor Declan G. Bates do Centro de Biologia Sintética Integrativa de Warwick na Escola de Engenharia, uma nova pesquisa teórica investigou como biossensores de E. coli que respondem a nutrientes naturais baratos como o ácido oleico podem ser aproveitados para criar interruptores . Usando modelos matemáticos e os princípios de engenharia de circuitos de controle de feedback, comumente usados ??em sistemas de controle de vôo, eles descobriram como projetar uma chave genética em bactérias que remove a "mola" reversa, de modo que a adição de apenas um pulso de um nutriente natural barato pode mudar a célula para o modo de produção química permanentemente - cortando custos drasticamente.

O Dr. Ahmad Mannan, do Centro de Biologia Sintética Integrativa de Warwick na Escola de Engenharia, comenta: "A capacidade de ligar as bactérias ao modo de produção química de forma permanente é um grande passo em direção à obtenção de um aumento economicamente viável da produção química de micróbios. A mudança deveria ser amplamente aplicável a muitos micróbios industrialmente relevantes e para a síntese de quase qualquer produto químico - um componente versátil na caixa de ferramentas de Biologia Sintética. As próximas etapas de nossa pesquisa seriam descobrir os princípios para entender onde no roteiro químico para aplicar isso " semáforo "e talvez procure colaborar com a indústria onde possa ser prontamente incorporado aos processos de fermentação existentes."

O professor Declan Bates, do Centro de Biologia Sintética Integrativa de Warwick na Escola de Engenharia, acrescenta: "Usando técnicas de biologia sintética de ponta, nosso trabalho estabeleceu a estrutura para a construção do interruptor irreversível proposto no laboratório. Nosso trabalho não só poderia mudar a maneira as indústrias químicas produzem produtos químicos de alto valor e também contribuem para uma visão mais ampla de como os humanos podem deixar de depender de recursos não renováveis ??para permitir a síntese sustentável de bioquímicos, por um futuro mais verde e mais limpo. "