מתנול הוא חומר גלם אידיאלי לייצור ביולוגי שיכול להועיל לניטרליות פחמן גלובלית. עם זאת, הרעילות של מתנול מגבילה את היעילות של חילוף החומרים של מתנול כלפי ייצור ביוכימי.
לאחרונה, קבוצת מחקר בראשות פרופ' ZHOU Yongjin ממכון דאליאן לפיזיקה כימית (DICP) של האקדמיה הסינית למדעים (CAS) הראה שייצור הנדסי של חומצות שומן חופשיות מתנול בלעדי מביא למוות תאים עם ירידה ברמות התא של פוספוליפידים בשמרים המתילוטרופיים Ogataea polymorpha, וצמיחת התאים משוחזרת על ידי אבולוציה מעבדתית אדפטיבית.
הצוות עיצב בהצלחה שמרים Ogataea polymorpha לייצור יעיל של חומצות שומן חופשיות (FFA) מתנול יחיד על ידי חיווט מחדש של חילוף החומרים הסלולרי והקלה על רעילות המתנול.
כמרכיב נפוץ באפייה ובחליטה, שמרים הם מארח מושלם לייצור ביו מבוסס מתנול. היעילות של התהליך הביוסינתטי עשויה להיות מוגבלת על ידי רעילות מתנול, מכיוון שמטבוליזם מתנול תאי נשלט בקפדנות. יש מידע מוגבל על רעילות מתנול, חילוף חומרים וביוסינתזה של המוצר.
מדענים צפו במחסור בגדילה של FFA מהונדס המייצר Ogataea polymorpha במתנול, וחסר זה שוחזר על ידי אבולוציה מעבדתית אדפטיבית. ניתוח מולטי-אומיקה (גנומיקה, תעתיק וליפידומיקה) הראה שייצור יתר של FFA הפריע לדימום של פוספוליפידים.
פרופ' ZHOU אמר, "עבודה זו חושפת את המנגנונים של רעילות מתנול במהלך ייצור ביולוגי ומשיגה בי-טרנספורמציה יעילה של מתנול למוצרים בעלי ערך מוסף ליישומים תעשייתיים."
עיון ביומן:
- Gao, J., Li, Y., Yu, W. et al. הצלת שמרים ממוות תאי מאפשרת ייצור יתר של חומצות שומן מהמתנול הבלעדי. נאט מטאב 4, 932–943 (2022). DOI: 10.1038/s42255-022-00601-0
