تولید در مقیاس وسیعمتابولیت‌های ثانویه

تولید ترپنوئیدها در گیاهان با زیست‌ شناسی سنتزی

دانشمندان دانشگاه میشیگان روشی را با کمک زیست‌شناسی سنتزی طراحی کرده‌اند که می‌توان میزان تولید را توسط آن افزایش داد. ترپنوئیدها یکی از بزرگترین‌ گروه محصولات تولیدی در گیاهان است که هزاران سال است توسط مردم استفاده می‌شود؛ اما به‌دست آوردن این ترکیبات از گیاهان در مقیاس‌های صنعتی علاوه بر دشوار بودن ممکن است به محیط‌ زیست نیز آسیب بزند.


امروزه ترپنوئیدها علاوه بر کاربردهای قدیمی در داروسازی، عطرسازی، تولید مکمل‌های غذایی، حشره‌کش‌های زیستی و مواد شیمیایی نقش دارند. گیاهان حجم کمی از این ترکیبات را تولید می‌کنند که پاسخگوی نیازهای بشر برای تولید انواع محصولات نیست. به همین سبب روش‌هایی نیاز است تا تولید ترونوئیدها در گیاهان افزایش یابد.

زیست‌شناسی سنتزی این امکان را فراهم می‌کند تا در برگ‌های گیاهان ترپنوئیدها و روغن‌های گیاهی تولید شوند. روغن‌های گیاهی در قطرات کوچکی از لیپیدها که توسط لایه‌ای از چربی پوشیده و با پروتئین احاطه شده‌اند ذخیره می‌شوند. گیاهان معمولاً نمی‌توانند مقادیر بالایی از روغن‌ها را تولید کنند. مطالعات متعدد نشان می‌دهد که گسترش این قطرات می‌تواند مسیر مناسبی برای انجام مهندسی و افزایش بیشتر تولید ترپنوئیدها فراهم کند.

به‌طور معمول ترپنوئیدها در نواحی خاصی در گیاهان تولید می‌شوند. زیست‌شناسی سنتزی با انجام تغییراتی می‌تواند تولید را در سلول‌های گیاهی مهندسی ژنتیکی شده افزایش دهد. آنزیم‌های سنتزکننده ترپنوئیدها به پروتئین‌‌های موجود بر روی سطح قطرات لیپیدی متصل می‌شوند و بدین طریق جایگاه اتصالی خود را محکم می‌کنند.

تمامی مطالعات در مقیاس آزمایشگاهی بر روی گیاهی از خانواده‌ تنباکو Nicotiana benthamiana انجام گرفته است. اما هدف اصلی تولید در مقادیر صنعتی بالا از ترپنوئیدهاست.

یکی دیگر از ویژگی‌های سیستم طراحی شده، حبس شدن ترپنوئیدهای تولید شده در قطرات کوچک لیپیدی است. که این نکته در پردازش محصولات زیست‌ توده‌ای در مقیاس صنعتی بسیار مفید خواهد بود. اگر سلول‌های گیاهی در آزمایشگاه شکسته شوند، به‌راحتی قطرات لیپیدی که با ترپنوئیدها همراه هستند را می‌توان جمع‌آوری کرد. در خیلی از موارد این دو ترکیب در کنار هم لازم‌اند، مثل تولید سوخت زیستی اختصاصی و تولید عطر. البته این دو ترکیب برای کاربردهای خاص‌تر از یکدیگر قابل جداسازی هستند.

توسط
Phys.org
منبع
Nature
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

زمزم جوادی

اهل مشهد هستم. کارشناسی خودم را در در رشته‌ی زیست‌شناسی سلولی مولکولی در دانشگاه فردوسی گرفتم. ارشد را هم در مشهد رشته‌ی بیوتکنولوژی میکروبی خوندم. سینما، موسیقی و فوتبال علایق همیشگی‌ام بوده‌اند.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هفـت × = چهـل نـه

دکمه بازگشت به بالا
بستن