그린 레시피: 엔지니어링 효모가 D-젖산 생산을 촉진한다

훌륭한 요리법을 위해서는 완벽한 재료 조합이 필요합니다. 생명공학 요리법도 예외는 아닙니다.

오사카 수도권 대학의 연구자들은 효모를 작지만 강력한 친환경 공장으로 전환하여 메탄올을 생분해성 플라스틱과 의약품에 사용되는 핵심 화합물인 D-락트산으로 전환하는 이상적인 유전적 "레시피"를 발견했습니다.

이러한 접근 방식은 석유 기반 공정에 대한 의존도를 줄이고 더 지속 가능한 화학 물질 생산에 기여하는 데 도움이 될 수 있습니다.

젖산은 식품, 화장품, 의약품, 바이오플라스틱에 널리 사용됩니다.

그것은 두 가지 형태로 존재합니다: L-락트산과 D-락트산. D-락트산은 그에 상응하는 것에 비해 훨씬 덜 이용 가능하고 훨씬 더 비쌉니다.

"대부분의 유산균은 L-유산만 생산할 수 있는 반면, 화학적 합성 방법은 두 가지 형태의 혼합물만 생산합니다." 오사카 수도권 대학원 공학연구과의 준교수이자 이 연구의 주저자인 야마다 료스케의 말입니다.

연구팀은 D-젖산을 생산하는 더 효율적인 방법을 찾기 위해 메탄올을 이용할 수 있는 효모인 코마가타엘라 파피(Komagataella phaffii) 를 선택했습니다.

그들의 목표는 K. phaffii 에서 D-젖산 탈수소효소(D-LDH) 유전자와 프로모터의 최적 조합을 찾아내어 효모가 메탄올에서 D-젖산을 생산하는 능력을 극대화하는 것이었습니다.

D-LDH는 전구체 분자를 D-젖산으로 전환하는 데 책임이 있는 핵심 효소이고, 프로모터는 유전자 발현을 조절하는 DNA 서열입니다.

연구진은 5가지 D-LDH 유전자와 8가지 프로모터를 테스트한 후, 다른 메탄올 기반 방법에 비해 D-젖산 생산을 1.5배 증가시키는 이상적인 혼합물을 찾아냈습니다.

야마다는 "저희가 아는 한, 저희가 개발한 효모는 메탄올을 유일한 탄소원으로 사용하여 지금까지 보고된 것 중 가장 높은 수율을 달성했습니다."라고 말했습니다.

이러한 연구 결과는 공학적으로 조작된 효모 균주를 이용해 상업적으로 유용한 다양한 화합물을 생산할 수 있음을 보여줍니다.

화석 연료 고갈과 환경 영향에 대한 전 세계적 우려가 커지면서 메탄올과 같은 재생 가능한 탄소원에서 화학 물질을 합성하는 능력은 지속 가능성을 위한 중요한 발전으로 간주됩니다.

"이 연구는 유전자와 프로모터 조합을 신중하게 최적화함으로써 미생물 공정의 효율성을 크게 향상시키고 기존의 석유 기반 화학 생산에 실행 가능한 대안을 제공할 수 있음을 보여줍니다."라고 야마다가 말했습니다.

해당 연구는 Biotechnology for Biofuels and Bioproducts 에 게재되었습니다.

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