Найден способ производить практически любые химикаты при помощи бактерий



    На сайте Гарварда появилась заметка о прорыве команды генетиков, которая под руководством Джорджа Чёрча из Института прикладной генетики им. Уисса научилась генетически программировать бактерии для производства заданного химиката. Есть надежда, что в недалёком будущем химические фабрики будут заменены колониями генетически модифицированных бактерий. Учёным удалось таким образом изменить гены одноклеточных, чтобы те производили заданное химическое соединение в рамках своего метаболизма.

    Один из ведущих проект учёных, Джеймсон Роджерс, рассказывает: «Мы подсаживаем бактерии на то химическое соединение, которое нам необходимо производить. Затем мы обрабатываем колонию антибиотиками, после чего выживают только самые высокопроизводительные клетки, которые и участвуют в создании следующего поколения бактерий». Чёрч добавляет: «Клетки, лучше всех справляющиеся с производством, выбираются автоматически при помощи эволюционных процессов. Человеку уже не нужно скрупулёзно следить за отбором, этим занимаются сами бактерии. До сего момента в синтетической биологии производство подобных организмов было лишь разовым».

    В исследовании продемонстрирован метод, при помощи которого можно заставить практически любую бактерию производить почти любой химикат (в эксперименте использовали бактерии E. coli). Технология позволяет получать бактерии, которые в 1000 раз превосходят по производительности всё, что удавалось получать ранее. Метод изменяет ДНК микроорганизмов таким образом, что гены, ответственные за сопротивление антибиотику, включаются только в присутствии нужного химиката. Этот же химикат становится необходимым для выживания бактерий. В то же время, бактерии, вырабатывающие недостаточное количество химиката, становятся крайне чувствительными к антибиотикам. В результате, с каждым поколением производительность бактерий повышается.

    Директор института, Дональд Ингбер, говорит: «Этот прорыв повлияет на фармацевтику, биотопливные отрасли, и возобновляемое производство химикатов. Такое серьёзное увеличение эффективности мы не только улучшаем текущие производства, но и даём шанс создать экономически выгодные производства множества новых соединений».
    Метки:
    Поделиться публикацией
    Комментарии 40
    • +4
      Ну и кто первый использует это для создания спирта?
      • +13
        Господа забыли, что это Geektimes а не Хабр. Тут шутить можно!
        • +33
          Этим многие века уже занимаются дрожжи.
          • +3
            Первый курс экономического вуза, предмет «Система технологий...», 2000 год: «Биотехнологии — исторически во многом устаревший спсооб производства...» (понятно, что имели в виду «биотех» в широком понимании, включая производство самогона, и фраза была написана в учебнике хз когда, но в год линолеума, на фоне фильмов, новостей и прогнозов о клонировании, геномике и т. п. это прозвучало еще более нелепо, чем отзыв из 80-х о «бесполезной оболочке Windows»).
          • +3
            Спирт и так создают дрожжи, в этих бактериях нет необходимости. Зато они могут создавать иные психоактивные вещества :-)
            • +4
              Можно ведь вывести такие дрожжи, чтобы они сразу Macallan тридцатилетний выдавали.
              • +4
                Hужна адская цена(потребление понтов же) и такая-то история(дубовые бочки, старый моряк Хулигэн, вот это вот всё).
                Доллар за литор, сделано бактериями? No way
          • +13
            Товарищ, смелее приближай зомби-апокалипсис!
            • +5
              Извините, но этому подходу десятки лет.
              Именно с подкормкой не специфическим веществом и антибиотиками.
              Очевидно, прорыв не совсем в этом, просто очевидно сумели расширить сферу генерируемых веществ.

              И еще. Если вещество бактерией не генерируется по физическим параметрам НИКАКАЯ эволюция его и не заставит генерировать.
              • +3
                Нельзя просто так взять и получить любое вещество. Это не алхимия. Для большинства веществ, вырабатываемых в клетке, нужен фермент и субстрат. Гены, кодирующие нужные ферменты, обычно тырят у других организмов и пересаживают бактериям (чаще в виде плазмид). Жить на незнакомом субстрате их приучили. Но если в природе не существует фермента для производства, например, политетрафторэтилена, то его нельзя получить с помощью этих бактерий.
                • +16
                  Просто недостаточно долгая эволюция. Я думаю, если сделать селекцию продолжительностью несколько миллиардов лет, бактерии сорганизуются в колонии, обретут нервную систему, построят химическую промышленность и синтезируют политетрафторэтилен.
                  • 0
                    За несколько миллиардов лет бактерии и в человека могут эволюционировать.
                    • +3
                      Человек — это просто колония бактерий :)
                      • +4
                        Вы забыли добавить «колония бактерий с узкой специализацией и управляющим центром», по крайней мере дух Диогена требует такого уточнения.
                        • +1
                          Ногти, ногти надо не забыть! А то опять ощипанный петух получится.
                          • 0
                            Ну, собственно ощипанный петух и человек куда ближе друг к другу, чем просто колония бактерий.
                    • +1
                      Я тут хотел высказать мысль о том, что нас когда-то вот так вот вывели для производства пластика, и сослаться на неоднократно уже упоминаемого Джорджа Карлина ( www.youtube.com/watch?v=xn76n9ZDzaw ), но ваш коммент меня опередил :)
                      • 0
                        И запатентуют как тефлон.
                  • +1
                    «практически любые химикаты» и «в рамках своего метаболизма» — большая разница…
                    • +3
                      Хочу бактерий, которые будут производить платиново-иридиевый сплав, куда слать бабло?
                      • +5
                        Должен вас разочаровать — бактерии занимаются химическими реакциями, а не ядерным синтезом
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        • +1
                          Следите за Кикстартером, вдруг такой проект там появится.
                          • 0
                            Создадим звезду?
                            • 0
                              На Звезду Смерти уже собирали и провалили :(
                            • 0
                              Там запретили всю генетику
                            • +2
                              Можете слать мне. Технлогия почти готова, но пока в тестовом режиме, поэтому КПД не самый высокий: можно закинуть два кило платины, на выходе получим полкило свежей точно такой же, но созданной моими прекрасными бактериями! Адрес, куда слать платину для демонстрации скину в личку. Всё честно, не МММ, без СМС и регистрации.
                              • +1
                                Все придумано до нас: не сплав, но золото.
                              • +2
                                А на практике бактерии лишь могут создавать только те вещества, код ферментов для которых уже выдран из других организмов и опробован? Или имеется ввиду что научились задавать прямо формулу вещества, по которой будет построено ДНК-представление нужного фермента, которое уже можно будет использоваться?

                                Кстати есть какой-то каталог открытый, в котором можно посмотреть какие гены отвечающие за производство каких веществ человеком уже освоены и использованы в каких-то организмах?
                                • 0
                                  Да:
                                  BioBricks Foundation
                                  Open Wetware
                                  SyntheticBiology.org
                                  PartsRegistry.org (именно то, о чем вы спрашивали)
                                  iGEM (неоднократно упоминаемый мною международный конкурс для команд студентов, а теперь и старших школьников)
                                  • +1
                                    Кстати, в очередной раз приходится отметить позорный факт почти полного отсутствия стран бывшего СССР на конкурсе. Почти — потому что в 2014 году там засветился Назарбаевский универ из Казахстана. В остальном же это наглядно свидетельствует о реальном состоянии науки на шестой части суши.
                                • +2
                                  И ведь не alizar!
                                  • 0
                                    Интересно, я вот думаю нефть же бактерии сделали из органики? И как я понимаю им много времени для этого надо было. Представьте себе, а что если можно улучшить бактерии для создания нефти, кидаешь в кучу говна/органики эти бактерии и через год-два-три получаться нефть.
                                    • +5
                                      Лучше пусть чернила для принтера производят, она дороже стоит.
                                      • 0
                                        «Они стоят», конечно же.
                                        • +1
                                          Только что если прямо в принтере…
                                        • +1
                                          Есть какие-то подвижки, года два или три назад на конкурсе iGEM (или BioMod, точно уже не помню) открыла способ синтезировать некие «нечетные» полимеры с числом порядка 11, 13, 15… каких-то составляющих, которые образуют значительную часть нефти и которые до того не удавалось синтезировать, в отличие от «четных». От этих разработок до настоящей бионефти, конечно, еще много чего предстоит сделать, но сама принципиальная возможность существует. Хотя зачем вообще нефть, если можно гнать сразу бензин, керосин и т. п. топливо? Плюсы этих технологий в Open Source — т. е. когда синтетическая биология наберет такую мощность, синтез подобных веществ станет тривиальной задачей и там просто нечего будет защищать патентами или коммерческими тайнами.
                                          • 0
                                            «синтез подобных веществ станет тривиальной задачей и там просто нечего будет защищать патентами или коммерческими тайнами.»

                                            Переписывание информации с одного носителя на другой тоже является тривиальной задачей — и однако же… Копирайтеры и до синтеза доберутся, будьте спокойны. Найдут, что запатентовать, и у кого на что права выкупить.
                                            • 0
                                              Если им кто-нибудь это позволит.
                                        • 0
                                          Так и представляю себе толпы «зеленых» с плакатами «Руки прочь от бактерий!».

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.