به‌تازگی گروهی از پژوهشگران موفق به تکمیل یک نقشه متابولیکی شده‌اند که تمام راهکارها و مسیرهای واکنش‌های شیمیایی منجر به تولید مواد شیمیایی زیست‌پایه مختلف صنعتی را نشان می‌دهد. این نقشه ساخت میکروارگانیسم‌های مهندسی شده با قابلیت تولید مواد شیمیایی زیستی را راحت‌تر خواهد کرد.
تولید مواد شیمیایی زیست‌پایه با استفاده از مواد اولیه زیست‌توده تجدیدپذیر به طور فزاینده‌ای برای رسیدگی به منابع محدود فسیلی، تغییرات اقلیمی و سایر مشکلات زیست‌محیطی اهمیت پیدا کرده است. برای توسعه کارخانه‌های سلول میکروبی با کارایی بالا، معادل با واحدهای شیمیایی، میکروارگانیسم‌ها برای تبدیل مؤثر منابع کربن حاصل از زیست‌توده به مواد شیمیایی هدف، دست‌خوش مهندسی متابولیک سیستماتیک قرار می‌گیرند. طی دو دهه اخیر، بسیاری از میکروارگانیسم‌های مهندسی‌شده با قابلیت تولید مواد شیمیایی طبیعی یا غیرطبیعی توسعه پیدا کرده‌اند.
اکنون پژهشگران به سرپرستی پروفسور Sang Yup Lee -استاد برجسته مؤسسه پیشرفته علم و فناوری کره (KAIST) و مدیر علمی مرکز بنیاد Novo Nordisk- برای توسعه پایدار، یک نقشه بسیار دقیق از مسیرهای مهندسی متابولیک برای تولید طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی پایدار را ارائه داده‌اند.
نقشه متابولیکی آن دسته از مواد شیمیایی را ارائه می‌دهد که می‌توانند به کارآمدترین شکل از یک گره متابولیکی خاص مشتق شوند. همچنین راهبردهای ترکیبی زیستی و شیمیایی برای تولید یک ماده شیمیای خاص را از منابع تجدیدپذیر در دسترس قرار می‌دهد. بنابراین، داشتن این نقشه جامع به محققان اجازه خواهد داد تا به راهبردهای تولید خودشان فکر کنند.
لی (Lee) به عنوان مدیر علمی در بخش ترکیبات زیست‌فعال جدید در مرکز بنیاد Novo Nordisk برای توسعه پایدار فعالیت می‌کند. این بخش در حال کار بر روی مهندسی باکتری‌های اکتینومیست برای تولید آنتی‌بیوتیک‌های جدید و دیگر ترکیبات طبیعی با اهمیت در پزشکی است. برخی از راهبردهای نقشه یاد شده در حال حاضر در کارهای روزانه این بخش مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به‌منظور ارزیابی وضعیت فعلی که در آن میکروارگانیسم‌های مهندسی متابولیک شده قادر به تولید مجموعه بزرگی از مواد شیمیایی صنعتی هستند، یک مرور گسترده بر روی منابع انجام گرفت و نقشه آنها را در غالب یک پوستر ارائه شد. این پوستر با نام “نقشه مواد شیمیایی زیست‌پایه” مسیرهای مصنوعی برای مواد شیمیایی صنعتی را ارائه می‌دهد که متشکل از واکنش‌های زیستی و/ یا شیمیایی هستند. همچنین در این پژوهش لیستی از مواد شیمیایی که با موفقیت توسط میکروارگانیسم‌ها تولید شده‌اند و نیز لیستی از شرکت‌های مربوطه که آنها را به صورت تجاری تولید می‌کنند نیز گردآوری شده است.
☑ منبع خبر
☑ لینک مقاله
