Ученые из Северо-Западного и Стэнфордского университетов создали искусственный метаболизм, превращающий углекислый газ в полезные химические вещества. Работа опубликована в Nature Chemical Engineering.
Система ReForm берет формиат — простую молекулу, легко получаемую из CO₂ — и превращает его в ацетил-КоА, ключевой строительный блок клеток. Дальше ацетил-КоА можно превратить в малат, востребованный в пищевой промышленности, косметике и биопластиках.
ReForm полностью синтетическая и работает вне живых клеток. Она собрана из модифицированных ферментов, проводящих реакции, которых нет в природе. Система способна использовать разные источники углерода, включая формальдегид и метанол, и сочетает биологию с электрохимией, открывая новые пути переработки CO₂.
Живые клетки плохо перерабатывают формиат, а редкие микроорганизмы, которые способны на это, трудно масштабировать. Поэтому исследователи применили бесклеточную биологию — ферменты тестировались в пробирке, а не в клетке. Это позволило быстро проверить тысячи вариантов и собрать шесть последовательных реакций, превращающих формиат в ацетил-КоА.
Система позволяет точно контролировать концентрацию ферментов, кофакторов и условия реакции — чего не добиться в живой клетке. Уже сейчас ReForm превращает ацетил-КоА в малат, а в будущем может перерабатывать другие одноуглеродные соединения и служить платформой для новых ферментов и метаболических путей.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что создан катализатор, превращающий ПЭТ-пластик в сырье для лекарств от рака.
