Vědci z Ústavu experimentální biologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně dosáhli významného pokroku v oblasti biotechnologií. Jejich výzkum odhalil, jak bakterie mohou být adaptovány na nové zdroje uhlíku a energie, přičemž vyvinuli metodu, která dokáže tento proces urychlit a využít ho v moderních biotechnologiích pro produkci užitečných látek.
'Výsledky našeho výzkumu umožňují lépe pochopit, jak se bakterie dokáží přizpůsobit zpracovávání nových skupin cukrů. Tato schopnost může výrazně zlevnit a rozšířit biotechnologickou výrobu užitečných látek,' uvedl Pavel Dvořák, vedoucí týmu z Masarykovy univerzity a hlavní koordinátor výzkumu.
Aplikace tohoto objevu mají široký potenciál. Některé mikroorganismy, jako bakterie, se využívají při průmyslové výrobě léčiv, biopaliv, chemikálií, složek potravin a nových materiálů, včetně biologicky odbouratelných plastů. Tento proces zahrnuje tzv. „buněčné továrny“ – mikroorganismy, které vyrábějí důležité látky hlavně z cukrů obsažených ve škrobu z běžných plodin.
Bakterie Pseudomonas, běžně používaná v průmyslu, obvykle vytváří látky z cukrů obsažených v kukuřici, pšenici nebo bramborách. Tyto plodiny však slouží i jako potraviny pro lidi, a proto je lepší využívat alternativní zdroje, jako je xylóza. Tento cukr je druhým nejhojnějším cukrem na Zemi a nachází se ve zbytkové rostlinné biomase, která je pro člověka nestravitelná.
Tým vědců proto naučil bakterii Pseudomonas putida zpracovávat právě xylózu. Prozkoumali její metabolismus, upravili její genetickou výbavu a umožnili bakteriím se postupem času přizpůsobit prostřednictvím laboratorní evoluce. Tento nový přístup, který autoři nazývají synteticky směrovanou adaptací, představuje významný krok vpřed.
'Podařilo se nám dešifrovat, jak probíhal proces adaptace bakterie na nový cukr. Tento úspěch umožňuje nahlednout pod pokličku evoluce, kterou jsme do značné míry směrovali našimi cílenými genetickými zásahy,' sdělila spoluautorka studie Barbora Popelářová z mikrobiologického oddělení Přírodovědecké fakulty.
