В Японии создали дрожжи для производства лекарств и косметики

Японские учёные создали новый штамм пекарских дрожжей, способный в сотни раз лучше выживать в агрессивной среде и эффективно синтезировать ценное органическое соединение для фармацевтики и косметической промышленности. Разработка может стать важным шагом к созданию экологичных биотехнологий, способных заменить нефтехимическое производство. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Microbiology and Biotechnology.

Работу провела научная группа под руководством доцента Ресуке Ямады из Осакского муниципального университета. В центре исследования находился 2,3-бутандиол — соединение, широко применяемое при производстве лекарств, косметики и различных химических материалов. Несмотря на то что это вещество можно получать с помощью микроорганизмов, основной промышленный штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae плохо переносит его высокие концентрации, так как продукт синтеза становится для клеток токсичным.

При накоплении 2,3-бутандиола дрожжи замедляют рост и резко снижают выработку вещества, что делает технологию экономически неэффективной. Для решения этой проблемы исследователи использовали метод направленного мутагенеза, изменив геном дрожжей и отобрав наиболее устойчивые варианты.

В ходе экспериментов были получены четыре модифицированных штамма, которые подвергались воздействию сразу нескольких стрессовых факторов, включая этанол, высокую температуру, кислую среду и повышенные концентрации 2,3-бутандиола. Наиболее устойчивым оказался штамм YPH499/Co58, который в условиях высокой токсической нагрузки размножался в 122 раза активнее, чем исходные дрожжи.

Генетический анализ показал, что повышенная устойчивость связана с активацией комплекса защитных клеточных механизмов. Модифицированные дрожжи лучше справлялись с токсичными соединениями и эффективнее поддерживали энергетический баланс.

По мнению авторов исследования, такой подход открывает перспективы для развития устойчивых биотехнологий, способных снизить зависимость промышленности от ископаемого топлива. В будущем подобные микроорганизмы могут использоваться для «зелёного» производства топлива, лекарственных препаратов и химических компонентов.