Carl H. Johnson, Cornelius Vanderbilt-professor i biologiska vetenskaper, tillsammans med ett team av Vanderbilt-forskare, har lyckats justera den dagliga biologiska klockan för cyanobakterier, vilket gör de blågröna algerna till en mer produktiv producent av förnybara bränslen, kemikalier och läkemedel som t.ex. insulin.
Deras artikel, "Clocking Out and Letting Go to Unleash Green Biotech Applications in a Photosynthetic Host" publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .
De ultimata soldrivna maskinerna, cyanobakterier är som små verkstäder som kör ut allt från medicin till bränslen. I flera år har forskare arbetat för att göra cyanobakterier till en mer fruktbar och mångsidig mikrobiell cellfabrik. Forskningen har dock inte gått så snabbt framåt som på andra mikrober som E. coli och jäst.
Eftersom mikroorganismernas genuttryck styrs hårt av deras interna klockor, har cyanobakterier en inbyggd snoozeknapp. Johnson Lab omprogrammerade genuttrycket genom att frigöra dygnsrytmrepressorelement i deras regulatoriska vägar, vilket resulterade i en dramatisk förbättring av produktionen av aktiva enzymer och polypeptider som är viktiga inom biomedicin.
"Istället för att helt enkelt fokusera på de traditionella sätten att driva starkare genuttryck av den önskade produkten, resonerade vi att den dagliga biologiska klockan som modulerar genuttryck kunde manipuleras så att fler saker kunde göras 24/7", säger Johnson. P>
"Genom att inaktivera den interna biologiska klockan i cyanobakterier och dess undertryckande av genuttryck skulle vi nu kunna uppnå en stor uppreglering av gröna bioprodukter, inklusive medicinen insulin."
Detta arbete med fokus på cyanobakterier är särskilt viktigt eftersom det är enkelt och kostnadseffektivt att odla, använder solljus som energikälla och trivs i näringsfattiga miljöer. Resultaten kan göra det möjligt för grön bioteknik att utvecklas i snabbare takt.
Green biotechs mål är att utveckla genetiskt förändrade fotosyntetiska organismer för att fungera som "bioreaktorer" som producerar förnybara bränslen, läkemedel och kemiska prekursorer med minimal miljöpåverkan.
Mer information: Yao Xu et al, Clocking out and leting go för att släppa lös gröna bioteknikapplikationer i en fotosyntetisk värd, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2318690121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av Vanderbilt University
