Teknologi Bebas Sel Mempercepat Bioteknologi Industri

Teknologi Bebas Sel Mempercepat Bioteknologi Industri


Teknologi Bebas Sel Mempercepat Bioteknologi Industri

Prototipe platform in vitro baru dan dengan cepat mengoptimalkan enzim sintetis untuk desain seluler.

  • Kredit: Gambar milik Ashty Karim

    Kerangka kerja prototipe tanpa sel dapat memilih kandidat jalur enzimatik untuk mempercepat desain biologis sintetis dalam sel.


Ilmu

Bioteknologi industri bertujuan untuk menggunakan mikroba, seperti bakteri, sebagai miniatur pabrik. Pabrik-pabrik ini akan mengubah molekul, paket bahan kimia terkecil, menjadi produk yang diinginkan. Mereka mengandalkan enzim, yaitu protein yang mempercepat reaksi kimia tertentu. Namun, merancang, membangun, dan mengoptimalkan set enzim untuk menjalankan jalur biosintesis dalam sel itu rumit dan lambat. Para ilmuwan sekarang telah mengembangkan kerangka kerja bebas sel untuk dengan cepat memilih dari ratusan jalur enzim. Kerangka tersebut menghilangkan kebutuhan untuk menggunakan sel utuh untuk memfasilitasi desain pabrik mikroba.

Benturan

Mempercepat penelitian dan pengembangan bioteknologi dapat memberikan manfaat penting bagi banyak industri. Biotek dapat mengarah pada kemajuan di berbagai bidang mulai dari energi bersih hingga produk konsumen. Pendekatan bebas sel yang baru ini telah mempercepat rancangan jalur enzim untuk memproduksi bahan kimia industri dalam mikroba Clostridium autoethanogenum. Mikroba ini sulit dimanipulasi tetapi hebat dalam mengonsumsi limbah karbon di lingkungan. Kerangka kerja ini dapat dengan mudah diadopsi dan akan mengurangi jumlah mikroba yang perlu direkayasa dan diuji. Ini juga mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan tertentu.

Ringkasan

Kerangka kerja bebas sel, disebut in vitro Prototipe dan Optimasi Cepat Enzim Biosintetik (iPROBE), memungkinkan pembangunan Clostridium strain yang menghasilkan 14,63 ± 0,48 g / L 3-hidroksibutirat (kira-kira 20 kali lebih banyak dari laporan tertinggi sebelumnya). Selain itu, menggunakan desain berbasis data, para peneliti menguji 205 kombinasi jalur enzimatik penghasil butanol in vitro dan meningkatkan produksi seluler dengan menguji desain yang dipilih di Clostridium. Mereka juga mengidentifikasi rute baru untuk mensintesis 1,3-butanediol dan produksi biologis pertama dari (S) -isomer molekul ini. Kerangka kerja bebas seluler iPROBE menunjukkan korelasi yang kuat dengan kinerja seluler.

Para ilmuwan sedang mengkurasi rangkaian set enzim yang terus bertambah untuk produksi 2,3-butanediol, butanol, 3-hidroksibutirat, stirena, monoterpen limonene, bisabolene, dan pinene, dan banyak lagi. Dengan pembentukan sistem bebas sel baru yang dibangun dari mikroba lain seperti Clostridium autoethanogenum, pendekatan ini menawarkan alat yang ampuh untuk mempercepat desain biologis.

Pendanaan

Pekerjaan ini didukung oleh Departemen Energi Kantor Ilmu Pengetahuan, Kantor Penelitian Biologi dan Lingkungan, oleh David and Lucile Packard Foundation, dan oleh Program Guru-Cendekia Camille Dreyfus. Para ilmuwan juga berterima kasih kepada investor berikut dalam teknologi LanzaTech: BASF, CICC Growth Capital Fund I, CITIC Capital, Indian Oil Company, K1W1, Khosla Ventures, the Malaysian Life Sciences, Capital Fund, LP, Mitsui, the New Zealand Superannuation Fund, Petronas Technology Ventures, Primetals, Qiming Venture Partners, Softbank China, dan Suncor.

Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author