إنشاء “مصنع” البكتيريا الاصطناعية لإنتاج البروتينات بكفاءة أكبر

طور باحثون صينيون “مصنعا” للبكتيريا الاصطناعية يستخدم الطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في الهواء لتصنيع البروتينات الضرورية للتطبيقات في الزراعة والطب والبيئة.

وفي حين أن بعض الكائنات الحية قادرة على إنتاج جزيئات حيوية مفيدة، إلا أن الصناعة تتطلب كمية من هذه الجزيئات أكبر مما يمكن أن تولده الميكروبات بشكل طبيعي.

وأحد الحلول هو إضافة بوليمرات موصلة متوافقة بيولوجيًا إلى النظام البيولوجي لتحسين التمثيل الضوئي ونقل الإلكترونات بين الكائنات الحية.

ووصفت الدراسة التي نشرت في مجلة “تقدمات العلم” هذا الأسبوع، بوليمراً موصلاً يسمى PFP والذي يندمج في نظام بيولوجي يعمل بالطاقة الشمسية ويتكون من ثلاث من البكتيريا.

واكتشف الباحثون من معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم أن PFP يمكنه تحسين التمثيل الضوئي ونقل الإلكترونات بشكل فعال.

وذكرت الدراسة أن التجربة أظهرت أن اثنين من البكتيريا يمكنهما الاستفادة من كميات متزايدة من الكربون والنيتروجين في الهواء، في حين أنه يمكن للبكتيريا الثالثة أن تستخدم هذه العناصر الغذائية لإنتاج أكثر من ضعف حمض غاما-الغلوتاميك من النظام ذي الثلاثة ميكروبات الذي يمكن أن تنتج دون PFP.

ويعتبر حمض غاما-الغلوتاميك مركبا يستخدم على نطاق واسع في تطبيقات تتراوح من تصنيع مستحضرات التجميل إلى معالجة المياه.

وأشارت الدراسة إلى أنه يمكن أيضا استخدام النظام في تركيب مضاد حيوي تجاري يسمى باسيتراسين أ.

وقال الباحثون إن النظام الاصطناعي يوفر أداة ثورية لخلق بروتينات وظيفية عند الطلب يمكن استخدامها في مجالات الطب والغذاء والطاقة وحماية البيئة.