Drojdia plină de nanoparticule care captează lumina devine mult mai eficientă în sinteza industrială a substanțelor valoroase.
În industria modernă, nenumărate linii de celule de drojdie sunt utilizate pentru a umple fermentatori uriași și a produce substanțele necesare - de obicei din molecule simple de zahăr. Biosinteza nu necesită temperaturi ridicate, presiuni și alte tehnici periculoase și costisitoare, deseori necesare pentru sinteza chimică convențională. Pe de altă parte, o parte considerabilă a resurselor care intră în bioreactor este cheltuită neeconomic pentru activitatea vitală a drojdiei în sine, iar problema creșterii eficienței biosintezei rămâne urgentă.
O nouă abordare originală a acestei probleme a fost propusă de dezvoltatorii de la Universitatea Harvard, al căror articol a fost publicat în revista Nature. Junling Guo și colegii săi au reușit să îmbrace celulele fungice cu nanoparticule de fosfură de indiu: acest semiconductor este capabil să capteze energia radiației solare și să reducă consumul de resurse chimice utilizate pentru metabolismul drojdiei.
Faptul este că o mulțime de reacții biochimice în celule apar prin medierea coenzimei NADP. Este restaurat - ia un electron (de exemplu, în cloroplastele plantelor în timpul fonosintezei) și apoi renunță la acesta (de exemplu, în timpul sintezei fotosintetice a glucozei). Nanoparticulele semiconductoare efectuează de fapt un proces similar: fotonii elimină electroni din aceștia, care intră în celulă și stimulează restaurarea NADP.
O parte din nutriția drojdiei cheltuită anterior pentru această sarcină poate fi utilizată pentru sinteza valoroasă din punct de vedere industrial. Acest lucru a fost confirmat de experimentele efectuate de autori în laborator: producția de acid shikimic (baza pentru obținerea popularului agent antiviral „Tamiflu”) de către celule care transportă nanoparticule semiconductoare „celule solare” la suprafață s-a dovedit a fi de trei ori mai eficientă decât cea a drojdiei obișnuite.
Serghei Vasiliev
