Искусственные микробные сообщества

FLYCOP (FLexible sYnthetic Consortium OPtimization) — это платформа, с помощью которой можно сконструировать микробный консорциум под любые цели — от борьбы с такими загрязнениями, как нефтяные пятна и пластмасса, до создания новых продуктов.

FLYCOP подбирает оптимальный состав сообщества на основе метаболических путей микроорганизмов и динамике их роста. Программа построена на машинном обучении, которое оперирует большими данными для осуществления метаболического моделирования.

Например, используя FLYCOP, ученые из Национального центра биотехнологий Мадрида сконструировали новое сообщество из Synechococcus elongatus и Pseudomonas putida для синтеза биопластика на основе полигидроксиалканоата (ПГА).

Для создания такого продукта нужно, чтобы бактерия Pseudomonas putida, главный продуцент ПГА, находилась в условиях дефицита азота и получала сахарозу. Подкормка чистой сахарозой довольно затратна и нерентабельна для биотехнологического процесса. Вместо этого необходимо подобрать микроорганизм, который растет на экономически выгодной питательной среде и может секретировать сахарозу как метаболит. В качестве производителя углевода алгоритм FLYCOP подобрал фотосинтезирующую цианобактерию Synechococcus elongatus. Также программа предложила оптимальное соотношение микроорганизмов и условия их культивирования.

Создатели FLYCOP надеются, что внедрение синтетических сообществ на производствах постепенно вытеснит эксплуатацию ископаемых ресурсов. Искусственные консорциумы микроорганизмов уже незаменимы для очистки вод, грунта и атмосферы от загрязнений. А сейчас ученые используют FLYCOP для моделирования микробных сообществ, которые разлагали бы пластиковые отходы. Учитывая тенденции изменения климата, можно сказать, что у человечества на микроорганизмы — большие планы!

Текст подготовлен Светланой Бозровой специально для Бластима

Пока наука изучает новые микроорганизмы и учится применять их метаболический потенциал, в реальной лабораторной практике и промышленной биотехнологии еще с 1970-х годов господствует применение классических систем культивирования на основе кишечной палочки. В E. coli можно получать широчайший спектр соединений, но прежде всего — рекомбинантные белки. О том, как это работает, мы подробно поговорим на открытой встрече, посвященной рекомбинантным технологиям и генной инженерии бактерий. 

Ждем всех завтра 27 июля в 19:00 (мск) на бесплатном вебинаре!