Класс химических веществ — группа молекул, называемых 4-VP (винилфенолы), широко используются в производстве таких продуктов, как продукты питания и косметика, и даже включает пластик, используемый в экранах телевизоров и мобильных телефонов.
Прорыв произошел, когда исследователи изменили метаболический путь масличного растения рыжика и переключили его на производство производных этих потенциально полезных продуктов.
Это первый случай, когда это было достигнуто на растениях, и урожай уже был успешно испытан в полевых условиях, что является жизненно важным шагом в производстве химикатов в необходимом для производителей объеме.
Идея использование сельскохозяйственных культур для производства сырья для промышленности направлена на снижение зависимости от нефтехимии, что поможет перейти к нулевому уровню выбросов, говорит ведущий автор исследования доктор Гийом Менар.
«Превращение растений рыжика в „зеленые фабрики“ для производства заменителей этих нефтехимических соединений является отличной устойчивой альтернативой», — считает ученый.
Рыжик (лат. Camelina) — это масличная культура, которая все чаще используется для производства ряда специальных пищевых и непищевых продуктов в Европе и Северной Америке.
В статье для журнала Metabolic Engineering исследователи объясняют, как они вставили ген в растения рыжика, чтобы они экспрессировали специальный бактериальный фермент в развивающемся семени.
Это перенаправило обычные метаболические пути растения, так что вместо того, чтобы производить синапин из химического вещества, гидроксицинаммовой кислоты, они вместо этого производили молекулы 4-VP либо в свободной форме, либо присоединенные к растительным сахарам.
Молекулы 4-VP имеют целый ряд применений в промышленности, причем большинство из них являются широко используемыми вкусовыми и ароматическими соединениями для пищевых и косметических продуктов.
Один из них, 4-винилгваякол, имеет гвоздичный вкус и аромат, а 4-винилсирингол, также известный как канолол, можно использовать в качестве пищевого консерванта.
Команда была впечатлена накоплением этих производных 4-VP, при этом бактериальный ген приводил к снижению содержания синапина на 95% в семенах как тепличного, так и полевого рыжика.
По словам руководителя исследовательской группы профессора Питера Истмонда, количество вырабатываемых производных 4-VP более чем в два раза превышает количество синапина в семенах дикого типа.
«Это отличное начало, но конечная цель — заставить растения производить все молекулы 4-VP в их промышленно полезной свободной форме. Мы ожидаем, что этот шаг может быть выполним с помощью более традиционных методов селекции», — сообщили ученые.
