Объединив в одном методе компьютерную модель и технологию генного редактирования CRISPR, американские ученые добились беспрецедентного успеха в модификации микробов. Их подход способен существенно ускорить исследования и разработку новых процессов биопроизводства. В результате на рынке быстрее появится инновационное биотопливо или экологичные альтернативы пластмассе.
Сегодня многие ученые в этой области, желающие найти нужные генные модификации, все еще полагаются на традиционные экспериментальные методы, пишет EurekAlert. Вдобавок, большинство микробов, использующихся в процессах биопроизводства для получения чужеродных соединений (когда гены трансплантируют в геном носителя), могут генерировать большие объемы продукции только после достижения определенной фазы роста. Это медленные процессы, требующие большого расхода энергии.
В основе процесса, описанного специалистами Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли лежит компьютерный алгоритм, обученный на реальных данных. Он идентифицирует гены, которые с помощью технологии CRISPR можно отключить в микробе для того, чтобы перенаправить энергию организма на производство высококачественных соединений вместо обычной смеси продуктов метаболизма.
Исследователям из Беркли удалось ускорить метаболический процесс таким образом, что весь метаболизм микроба оказался на протяжении всего времени задействован в производстве конечного соединения. Для испытания технологии ученые провели эксперименты с бактериями Pseudomonas putida, которые, после редактирования, начали производить синий пигмент.
Кроме того, успешные результаты были достигнуты при работе с биотопливом изопентенол; компонентами огнеупорных материалов; молекулами, способными заменить продукты переработки нефти.
По словам ученых, их метод позволит значительно сократить время, необходимое на разработку технологии биопроизводства. Это необходимо для того, чтобы сделать возможным биоэкономику будущего.
Journal information