Mini „panourile solare” ajută drojdia să strălucească la producerea ingredientelor medicamentoase

Microbii bionici echipați cu componente semiconductoare minuscule pot genera substanțe chimice utile mai eficient decât celulele normale.

Microorganismele precum ciupercile sunt utilizate în mod obișnuit în bioproducție pentru a converti moleculele simple pe bază de carbon, cum ar fi zahărul, într-o gamă largă de ingrediente chimice pentru produse farmaceutice și alte produse. Dar o mare parte din aportul de carbon al unui microbi este de obicei folosit pentru a alimenta creatura însăși, reducând cantitatea disponibilă pentru a forma substanțele chimice dorite.

În noua configurație, descrisă în 16 noiembrie Ştiinţă, celulele microbiene sunt acoperite cu nanoparticule semiconductoare care absorb și transferă energie de la lumina soarelui către celulă, similar modului în care panourile solare de pe acoperiș furnizează energie unei case. Acest proces permite celulei să canalizeze carbonul pe care l-ar folosi în mod normal ca combustibil către producția sa chimică.

Inginerul chimist și biologic Neel Joshi de la Universitatea Harvard și colegii săi au testat această schemă folosind celule de drojdie de panificație acoperite cu nanoparticule formate din fosfură de indiu semiconductor. Drojdia de panificație consumă zahăr glucoză pentru a produce acid shikimic, care este folosit pentru a face medicamentul împotriva gripei Tamiflu. În experimentele de laborator, microbii cyborg echipați cu nanoparticule au produs de aproximativ trei ori mai mult acid shikimic decât drojdia normală de brutărie alimentată cu aceeași cantitate de glucoză.

Nanoparticulele de recoltare a luminii ar putea crește producția chimică a altor microbi, de asemenea, cum ar fi celulele de drojdie care generează alcaloizi de benzilizochinolină, familia de substanțe chimice care include morfina (SN Online: 6/17/15). Hibrizii microbi-semiconductor ar putea crește, de asemenea, producția de ingrediente pentru multivitamine, parfumuri, combustibili regenerabili și alte materiale.