Sciencemag.cz
Related Articles
Při použití v bioreaktorech může upravená bakterie přispět k přeměně syntézního plynu, který se skládá z oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a vodíku, na cenné produkty.
Stefan Pflügl a jeho kolegové z Vienna University of Technology dokázali přimět bakterii Thermoanaerobacter kivui, aby využívala CO jako jediný zdroj energie.
T. kivui roste při vysokých teplotách a je normálně schopen vyrábět organické látky z oxidu uhličitého a vodíku. Tyto vlastnosti umožňují využití bakterie ve spojení se zařízeními na zplyňování biomasy, například za účelem zpracování syntézního plynu, který se zde vyrábí z odpadní biomasy. Vedle výroby kyseliny octové pomocí plynné fermentace dokáže T. kivui po genetické modifikaci vyrábět i ethanol nebo isopropanol.
Oxid uhelnatý je pro mnoho mikroorganismů, včetně T. kivui, přirozeně toxický a inhibuje jejich růst. Vědcům se ale postupně podařilo bakterii na CO nejprve adaptovat a posléze ji dokonce přimět, aby ho využívala jako jediný zdroj pro získávání energie a uhlíku. Evoluce proběhla velmi rychle; po jejím skončení pohled do genomu vědcům prozradil, že za nové vlastnosti je zodpovědný speciální transpozon (mobilní úsek DNA). Přitom nebyl proveden žádný „ruční“ zásah do genomu.
Výzkum podle svých autorů mj. ukazuje, jak lze přirozené evoluční mechanismy efektivně využít pro biotechnologické účely.
Mnoho bakterií má přirozený obranný mechanismus, který rozpoznává virovou DNA a činí ji neškodnou. „Tento mechanismus, známý také jako genetické nůžky CRISPR/Cas, lze využít ke specifické úpravě DNA. Pomocí naší metody Hi-TARGET lze geny odstranit, upravit nebo přidat nové,“ uvedl S Pflügl.
Výzkumnému týmu se pomocí Hi-TARGET podařilo vytvořit bakteriální kmen, který měl velmi podobné vlastnosti jako ten, který se vyvinul přirozeně.
Rémi Hocq et al, A megatransposon drives the adaptation of Thermoanaerobacter kivui to carbon monoxide, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59103-8
Angeliki Sitara et al, Hi-TARGET: a fast, efficient and versatile CRISPR type I-B genome editing tool for the thermophilic acetogen Thermoanaerobacter kivui, Biotechnology for Biofuels and Bioproducts (2025). DOI: 10.1186/s13068-025-02647-0
Poznámka PH: Jak to (ne)chápu (působí to na mě poněkud zmateně), vedle sebe tedy byla s podobným výsledkem provedena selekce a zásah Hi-TARGET (a to stále spadá pod CRISPR/Cas, nebo je to jiná kategorie metod?). Kde se ale příslušný transpozon vůbec vzal, pokud se prováděla jenom selekce?
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org, přeloženo / zkráceno
