Исследователи из Osaka Metropolitan University обнаружили генетический «рецепт» для превращения дрожжей в фабрику по преобразованию метанола в D-молочную кислоту - ключевое соединение в биоразлагаемых пластмассах и фармацевтике.
Исследование*, опубликованное в Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, направлено на снижение зависимости от продуктов и процессов на основе нефти.
Молочная кислота существует в L- и D-формах, причем D-молочная кислота менее доступна и дороже. Рёсуке Ямада, ведущий автор, отметил, что большинство молочнокислых бактерий производят только L-молочную кислоту, в то время как химический синтез дает смесь. Команда использовала Komagataella phaffii, представителя дрожжей, использующих метанол, для оптимизации генов и промоторов D-лактатдегидрогеназы (D-LDH) для максимального производства D-молочной кислоты. D-LDH преобразует молекулы-предшественники в D-молочную кислоту, а промоторы регулируют экспрессию генов.
После тестирования исследователи определили идеальную комбинацию гена и промотора, увеличив производство D-молочной кислоты в 1,5 раза по сравнению с другими методами на основе метанола. Ямада заявил, что их инженерные дрожжи достигли самого высокого зарегистрированного выхода с использованием метанола в качестве единственного источника углерода.
Эти модификации демонстрируют потенциал специализированных штаммов дрожжей для коммерческого производства соединений, предлагая устойчивую альтернативу химическому производству на основе нефти.
* Inoue, Y., Yamada, R., Matsumoto, T. et al. Enhancing D-lactic acid production by optimizing the expression of D-LDH gene in methylotrophic yeast Komagataella phaffii. Biotechnol Biofuels 17, 149 (2024).