Η μεθανόλη είναι μια ιδανική πρώτη ύλη βιοβιομηχανίας που μπορεί να ωφελήσει την παγκόσμια ουδετερότητα του άνθρακα. Ωστόσο, η τοξικότητα της μεθανόλης περιορίζει την αποτελεσματικότητα του μεταβολισμού της μεθανόλης προς τη βιοχημική παραγωγή.
Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή ZHOU Yongjin από το Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) του Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS) έδειξε ότι η μηχανική παραγωγή ελεύθερων λιπαρών οξέων από μεθανόλη μόνο έχει ως αποτέλεσμα τον κυτταρικό θάνατο με μειωμένα κυτταρικά επίπεδα φωσφολιπιδίων στη μεθυλοτροφική ζύμη Ogataea polymorpha και η κυτταρική ανάπτυξη αποκαθίσταται με προσαρμοστική εργαστηριακή εξέλιξη.
Η ομάδα σχεδιάστηκε με επιτυχία ζύμη Ogataea polymorpha για αποτελεσματική παραγωγή ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFA) από μεθανόλη της σόλας με επανασύνδεση του κυτταρικού μεταβολισμού και ανακούφιση από την τοξικότητα της μεθανόλης.
Ως κοινό συστατικό στο ψήσιμο και τη ζυθοποιία, η μαγιά είναι ένας τέλειος ξενιστής για βιοπαραγωγή με βάση τη μεθανόλη. Η αποτελεσματικότητα της βιοσυνθετικής διαδικασίας μπορεί να περιοριστεί από την τοξικότητα της μεθανόλης, καθώς ο κυτταρικός μεταβολισμός της μεθανόλης ελέγχεται αυστηρά. Υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες σχετικά με την τοξικότητα της μεθανόλης, το μεταβολισμό και τη βιοσύνθεση του προϊόντος.
Οι επιστήμονες παρατήρησαν ανεπάρκεια ανάπτυξης της μηχανικής FFA που παράγει Ogataea polymorpha σε μεθανόλη και αυτή η ανεπάρκεια αποκαταστάθηκε με προσαρμοστική εργαστηριακή εξέλιξη. Η ανάλυση πολλαπλών ωμικών (γονιδιωματική, μεταγραφική και λιπιδομική) έδειξε ότι η υπερπαραγωγή FFA διατάραξε την αιμόσταση των φωσφολιπιδίων.
Καθ. ZHOU είπε, «Αυτή η εργασία αποκαλύπτει τους μηχανισμούς της τοξικότητας της μεθανόλης κατά τη διάρκεια βιοπαραγωγών και επιτυγχάνει αποτελεσματική βιομετατροπή της μεθανόλης σε προϊόντα προστιθέμενης αξίας για βιομηχανικές εφαρμογές».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Gao, J., Li, Υ., Yu, W. et αϊ. Η διάσωση της ζύμης από τον κυτταρικό θάνατο επιτρέπει την υπερπαραγωγή λιπαρών οξέων από τη μεθανόλη. Nat Metab 4, 932–943 (2022). DOI: 10.1038/s42255-022-00601-0
