В лабораториях Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне разворачивается настоящая биотехнологическая революция. Ученые, возглавляемые профессором Ангадом Мехтой, словно художники, создают удивительные симбиозы из бактерий и дрожжей, вдохновляясь самой природой – эволюцией. Их цель – построить новые пути к устойчивой энергетике и фармацевтике, используя фотосинтез как главный инструмент.
Эндосимбиоз: ключ к новому будущему
В основе этой инновации лежит древний механизм эволюции – эндосимбиоз. Миллиарды лет назад клетки объединялись, создавая более сложные формы жизни. Так появились митохондрии и хлоропласты – «органеллы», выполняющие жизненно важные функции внутри клеток.
Мехта и его команда решили воспроизвести этот процесс в лаборатории, соединяя цианобактерии (фотосинтезирующие одноклеточные организмы) с дрожжами. Результат – удивительные химеры, гибриды, способные питаться свежим воздухом!
Фотосинтез без глюкозы: революционный шаг
В предыдущих исследованиях команда показала, что созданные ими эндосимбионты могут снабжать дрожжи энергией из солнечного света, но не могли предоставить им углерод для роста. Новое исследование преодолело этот барьер. Ученые научили цианобактерии расщеплять сахара и выделять глюкозу, необходимую для питания дрожжевых клеток. Теперь химерам достаточно CO2 из воздуха, чтобы процветать!
От лимонена к топливу: биотехнологический потенциал
Эта технология открывает невероятные возможности для биоинженерии. Исследователи уже экспериментируют с производством ценных соединений, таких как лимонен – ароматный компонент цитрусовых, широко используемый в парфюмерии и пищевой промышленности.
“Лимонен – это простая, но важная молекула с большим рынком сбыта. Наше исследование демонстрирует, что мы можем синтезировать его путем фотосинтеза, а это лишь первый шаг к созданию более сложных соединений, таких как топливо и лекарства,”– отмечает Мехта.Мечта команды – создать замкнутый цикл: получать высокоценные вещества исключительно из CO2, тем самым очищая атмосферу от этого парникового газа.
Эволюция в пробирке: ответы на фундаментальные вопросы
Помимо практической пользы, эти исследования открывают окно в тайны эволюции. Создавая эндосимбиотические системы в лаборатории, ученые словно разворачивают фильм о возникновении сложной жизни на Земле.
“Мы наблюдаем эволюцию в действии, – говорит Мехта. – Изучая эти симбиозы, мы можем получить ответы на фундаментальные вопросы биологии, понять, как жизнь усложнялась и совершенствовалась миллиарды лет назад.”
Этот проект не просто создает новые технологии; это путешествие во времени, которое помогает нам лучше понять саму природу жизни.
