Skip to main content

Biotechnological exploitation of Pseudomonas putida: Lego-lizing and refactoring central metabolic blocks through rational genome engineering

Article Category

Article available in the folowing languages:

Katalizatory bakteryjne na zamówienie

Europejscy naukowcy uzyskali genetycznie zmanipulowane szczepy bakterii Pseudomonas, zdolne do indywidualnie przystosowanej biokatalizy. Pozwala to wykorzystać nowe, przyjazne środowisku procesy biotechnologiczne.

Zdrowie

Pseudomonas to zróżnicowana grupa bakterii o różnorodnym metabolizmie i plastyczności genetycznej, co umożliwia im przeżycie w różnych środowiskach. Mają one ciekawy potencjał biotechnologiczny, gdyż pozwalają na uzyskanie cennych bioproduktów i związków chemicznych. Pseudomonas putida to jeden z najlepiej zbadanych gatunków Pseudomonas cechujący się brakiem patogeniczności i poddający się manipulacji genetycznej. Przeszkodą w praktycznym zastosowaniu P. putida jest brak wiedzy na temat zależności między genotypem i fenotypem u tych bakterii. Finansowany ze środków UE projekt ALLEGRO (Biotechnological exploitation of Pseudomonas putida: lego-lizing and refactoring central metabolic blocks through rational genome engineering) miał na celu uzyskanie różnych szczepów P. putida poprzez wykorzystanie manipulacji genomowej i metabolicznej. Aby tego dokonać, uczeni zajęli się elementami DNA zakodowanymi w zewnętrznych chromosomach, które powodują niestabilność genomu i są niezbędne dla funkcji katalitycznych. Badacze usunęli energochłonne struktury z otoczki komórki, takie jak wici, co uprościło genom i ułatwiło manipulowanie nim. P. putida pozwala na wykorzystanie dużej liczby źródeł węgla jako środka do przystosowania do różnych warunków fizykochemicznych. Mimo że udało się poznać procesy rozkładu cząsteczek z sześcioma źródłami węgla (heksozy), niewiele wiadomo na temat tego, w jaki sposób P. putida katabolizują alternatywne źródła węgla, na przykład produkty uboczne glicerolu stosowanego w przemyśle biopaliwowym. Naukowcy zaobserwowali, że glicerol uruchamia u P. putida zarówno glikolizę, jak i glikoneogenezę. Dużo wysiłku włożono też w poznanie mechanizmów wykorzystywanych przez P. putida do zachowania odporności na stres środowiskowy. Ułatwiłoby to manipulowanie odpornością na stres i pomogło w przełożeniu wiedzy na praktyczne zastosowania w dziedzinie biotechnologii. W tym kontekście, naukowcy badali funkcje nieorganicznego polifosforanu — jednego z kluczowych związków dla odporności bakterii na stres. Uczeni odkryli, że u P. putida akumulacja polifosforanu jest niezbędna do utrzymania odporności metabolicznej. Reasumując, genetyczne i metaboliczne manipulowanie P. putida pozwala na stworzenie alternatywnych rozwiązań dla rusztowań aktualnie stosowanych w biotechnologii i biokatalizie przemysłowej.

Słowa kluczowe

Manipulacja genetyczna, biokatalizator, biotechnologia, Pseudomonas putida, źródło węgla, glicerol, stres

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania