เมทานอลเป็นวัตถุดิบตั้งต้นทางชีวภาพในอุดมคติที่สามารถเป็นประโยชน์ต่อความเป็นกลางของคาร์บอนทั่วโลก อย่างไรก็ตาม ความเป็นพิษของเมทานอลจะจำกัดประสิทธิภาพของการเผาผลาญเมทานอลต่อการผลิตทางชีวเคมี
เมื่อเร็ว ๆ นี้ กลุ่มวิจัยที่นำโดย Prof. ZHOU Yongjin จาก Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) แห่ง จีน Academy of Sciences (CAS) แสดงให้เห็นว่าการผลิตทางวิศวกรรมของกรดไขมันอิสระจากเมทานอลเพียงอย่างเดียวส่งผลให้เซลล์ตายโดยที่ระดับฟอสโฟลิปิดของเซลล์ลดลงในยีสต์ Ogataea polymorpha ในระดับเซลล์ที่ลดลง และการเจริญเติบโตของเซลล์จะได้รับการฟื้นฟูโดยวิวัฒนาการของห้องปฏิบัติการที่ปรับเปลี่ยนได้
ทีมงานออกแบบสำเร็จ ยีสต์ Ogataea polymorpha สำหรับการผลิตกรดไขมันอิสระ (FFA) อย่างมีประสิทธิภาพจากเมทานอลแต่เพียงผู้เดียวโดยการเดินสายเมแทบอลิซึมของเซลล์ใหม่และลดความเป็นพิษของเมทานอล
ในฐานะที่เป็นส่วนผสมทั่วไปในการอบและการต้มเบียร์ ยีสต์เป็นโฮสต์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการผลิตทางชีวภาพที่ใช้เมทานอล ประสิทธิภาพของกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพอาจถูกจำกัดโดยความเป็นพิษของเมทานอล เนื่องจากการเผาผลาญเมทานอลในระดับเซลล์จะถูกควบคุมอย่างเข้มงวด มีข้อมูลจำกัดเกี่ยวกับความเป็นพิษของเมทานอล เมแทบอลิซึม และการสังเคราะห์ทางชีวภาพของผลิตภัณฑ์
นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นความบกพร่องในการเจริญเติบโตของ FFA เชิงวิศวกรรมที่ผลิต Ogataea polymorpha ในเมทานอล และข้อบกพร่องนี้ได้รับการฟื้นฟูโดยวิวัฒนาการของห้องปฏิบัติการที่ปรับตัวได้ การวิเคราะห์หลายโอมิกส์ (จีโนมิกส์ ทรานสคริปโตมิกส์ และลิพิโดมิกส์) แสดงให้เห็นว่าการผลิตมากเกินไปของ FFA ทำให้เกิดการห้ามเลือดของฟอสโฟลิปิด
ศ.โจว กล่าวว่า, “งานวิจัยนี้เผยให้เห็นกลไกของความเป็นพิษของเมทานอลในระหว่างการผลิตทางชีวภาพ และบรรลุผลสำเร็จในการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพของเมทานอลอย่างมีประสิทธิภาพเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม”
การอ้างอิงวารสาร:
- Gao, J., Li, Y., Yu, W. และคณะ การช่วยเหลือยีสต์จากการตายของเซลล์ทำให้เกิดการผลิตกรดไขมันมากเกินไปจากเมทานอลเพียงอย่างเดียว ณัฐเมธา 4, 932–943 (2022). ดอย: 10.1038/s42255-022-00601-0
