Команда сделала через год, что заняло миллионы лет, чтобы развиться. В текущей проблеме Растительной клетки они описывают, как они изготовили синтетический белок, который не только улучшает собрание фиксирующей углерод фабрики cyanobacteria, но также и предоставляет доказательство понятия для устройства, которое могло потенциально улучшить фотосинтез завода или использоваться, чтобы установить новые метаболические пути у бактерий.
«Многофункциональный белок, который мы построили, может сравниться со швейцарским ножом», сказал Рауль Гонсалес-Эскр, MSU докторский исследователь и ведущий автор газеты. «От известных, существующих частей мы построили новый белок, который делает несколько существенных функций».Для этого исследования Гонсалес-Эскр работал с Шерил Керфельд, профессором Ханны Дистингуишед Структурной Биоинженерии в Мичиганской научно-исследовательской лаборатории Завода САМКИ ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА, и Тайлером Шубитовским, студентом бакалавриата MSU.
Лаборатория Керфилда изучает бактериальные микроотделения или BMCs. Они самособирают клеточные органы, которые выполняют бесчисленные метаболические функции, и в некотором смысле, они – молекулярные фабрики со многими различными частями оборудования.
Они модернизировали фабрику, обновив carboxysome, особенно сложный BMC, который требует, чтобы серия взаимодействий белка белка, включающих по крайней мере шесть генных продуктов, сформировала метаболическое ядро, которое вынимает CO2 из атмосферы и преобразовывает его в сахар. Чтобы оптимизировать этот процесс, команда создала гибридный белок в cyanobacteria, организмы, у которых есть много потенциального использования для того, чтобы сделать зеленые химикаты или биотопливо.Новый белок заменяет четыре генных продукта, и все же фотосинтез поддержек.
Сокращение количества генов должно было построить carboxysomes, должен облегчить передачу carboxysomes в заводы. Эта установка должна помочь способности заводов зафиксировать углекислый газ. Улучшение их возможности удалить CO2 из атмосферы делает его взаимовыгодным, сказал Гонсалес-Эскр.«Это сопоставимо с созданием кофе.
Вместо того, чтобы заставлять духовку жарить кофейные зерна, дробилка, чтобы обработать их и пивоваренную машину, мы построили единственную кофеварку, где все это происходит в одном месте», сказал он. «Новый инструмент берет сырье и производит готовое изделие с меньшими инвестициями».Это доказательство понятия также показывает, что BMCs может быть сломан к сумме их частей, которые могут быть обменены. Так как они ответственны за многие разнообразные метаболические функции, у BMCs есть огромный потенциал для биоинженерии, сказал Керфельд, который также является филиалом Физического Подразделения Биологических наук Национальной лаборатории Беркли.«Мы имеем, показал, что мы можем значительно упростить строительство этих фабрик», сказала она. «Мы можем теперь потенциально перепроектировать другие естественные фабрики или выдумать новые для метаболических процессов, которые мы хотели бы установить у бактерий».
Однако это изменилось, cyanobacterial разновидности не будут занимать водоемов или мира, в ближайшее время. В то время как улучшенные организмы выделяются при фотосинтезе в урегулировании лаборатории, они плохо готовы конкурировать с другими бактериями.
Поскольку они были лишены четырех генов, они не так гибки как их естественные кузены.«Cyanobacteria приспособились, чтобы жить в водоемах, которые пропитаны солнцем, покрытым оттенком, замороженное тело зимой, не говоря уже о других организмах, с которыми они должны конкурировать, чтобы выжить», сказал Керфельд. «Мы ограничили наш и их способность вырасти; у них больше нет всех инструментов, чтобы конкурировать, намного меньше доминировать, в окружающей среде».