Учёные обнаружили удивительную альтернативу нефти

Прорыв японских ученых: сверхустойчивые дрожжи произведут революцию в экологичной фармацевтике и косметологии

Исследователи из Осакского муниципального университета совершили значительный научный прорыв, создав уникальный штамм пекарских дрожжей, демонстрирующий беспрецедентную выживаемость в агрессивных условиях. Модифицированные микроорганизмы способны в сотни раз эффективнее производить ценное органическое соединение, необходимое для фармацевтической и косметической промышленности. Результаты исследования, приближающего эру экологичных альтернатив нефтехимическому производству, опубликованы в авторитетном журнале Applied Microbiology and Biotechnology.

Научная группа под руководством доцента Ресуке Ямады сосредоточила усилия на получении 2,3-бутандиола – вещества с широким спектром применения в производстве лекарственных препаратов, косметических средств и химических материалов. Главным препятствием для промышленного использования дрожжей Saccharomyces cerevisiae как "биофабрики" этого соединения оказался парадоксальный эффект: вырабатываемый ими 2,3-бутандиол в высоких концентрациях становился токсичным для самих микроорганизмов.

Эта токсичность приводила к остановке роста дрожжевых культур и резкому падению производительности, что делало биотехнологический метод получения вещества экономически нецелесообразным.

Для преодоления этого барьера японские ученые применили метод направленного мутагенеза, внеся целенаправленные изменения в генетический код дрожжей. Исследователи создали четыре модифицированных штамма, которые затем подвергли комплексному стрессовому воздействию – от этанола и повышенной температуры до кислой среды и высоких концентраций целевого продукта.

Настоящим триумфом стал штамм YPH499/Co58, продемонстрировавший фантастический результат: при высоких концентрациях 2,3-бутандиола он размножался в 122 раза интенсивнее исходных дрожжей.

Дальнейший генетический анализ выявил, что удивительная устойчивость нового штамма обусловлена активацией комплекса клеточных механизмов. Модифицированные клетки демонстрируют повышенную способность нейтрализовать токсическое воздействие и эффективно поддерживать энергетический гомеостаз.

По утверждению исследователей, разработанный подход открывает широкие перспективы для создания устойчивых биотехнологических процессов, способных существенно снизить зависимость от ископаемого сырья и сделать химическую промышленность более экологичной. В будущем такие усовершенствованные микроорганизмы могут стать основой "зеленого" производства биотоплива, фармацевтических препаратов и различных промышленных компонентов.