Bakterier och andra mikrober kan pumpa ut byggstenar för biobränslen. Tyvärr, få mikrober att producera tillräckligt med byggstenar, lipider, utgör en betydande utmaning. Mikrober saknar ofta vad de teoretiskt skulle kunna producera. Denna studie undersökte höglipidmutanta varianter av Rhodobacter sphaeroides. Forskarna visade att förändring av bakteriecellshöljet resulterar i fler lipider i förhållande till föräldrastammen.

Kunskap om de mekanismer som begränsar mikrobiell lipidproduktion kan avslöja nya strategier för att öka lipidutbytet. Resultatet? Ökad ekonomisk lönsamhet för alternativ till bränslen eller kemikalier som för närvarande härrör från petroleum.

Mikrobiella lipider är potentiella ersättare för petroleumbaserade bränslen och kemikalier; dock, deras produktion saknar ofta teoretiskt utbyte, och strategier för förbättring behövs. Forskare från U.S. Department of Energy (DOE) Great Lakes Bioenergy Research Center; University of Wisconsin-Madison; och Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), en användaranläggning för DOE Office of Science, byggde på deras forskning om mikrobiell lipidproduktion genom att undersöka en ny klass av Rhodobacter sphaeroides -mutanter som uppvisade förbättrad lipidackumulering i förhållande till föräldrastammen. Forskarna använde FEI Tecnai T-12 kryoöverföringselektronmikroskop och strukturerad belysning med superupplösning fluorescensmikroskop vid EMSL.

De bestämde att de kemiska känslighetsprofilerna indikerade att höglipidmutanter var känsliga för läkemedel som riktade sig mot cellhöljet. De observerade också förändringar i cellform, vilket tyder på att tidigare beskrivna förändringar i bakteriecellshöljet kan användas för att öka lipidproduktionen. Viktigt, en delmängd av höglipidmutanterna utsöndrade lipider. Två mutanter ackumulerade cirka 60 procent av deras totala lipider extracellulärt, möjliggör enkel återvinning av en produkt från en bioreaktor.

När en av de högsta lipidsekreterande stammarna odlades i en bioreaktor med matningssats, dess lipidhalt var jämförbar med oljiga mikrober, definieras som de som ackumulerar 20 procent eller mer av sin torra cellvikt som lipid. Kunskap om de biologiska mekanismerna som begränsar lipidproduktionen kan informera om ny genteknik och tillväxtstrategier och tillåta denna viktiga klass av molekyler att antas som bränslen eller kemikalier i större skala.