Команда исследователей во главе с Калифорнийским университетом в Сан-Диего обнаружила новый способ сделать дрожжевые клетки более эффективными «фабриками» для производства ценных растительных соединений. Это достижение может обеспечить устойчивое производство химических веществ растительного происхождения, используемых для защиты растений от болезней, отпугивания вредителей, привлечения опылителей и противостояния экологическим стрессам, таким как засуха и жара.

Новое исследование, опубликованное в Научные достижения, фокусируется на улучшении производительности растительных ферментов, известных как цитохром Р450, которые играют важную роль в метаболических путях, производящих большинство этих соединений, в дрожжевых клетках.

Изучая растительный мембранный белок под названием AtMSBP1, команда раскрыла механизм, который помогает дрожжевым клеткам лучше поддерживать растительные ферменты цитохрома P450. Полученные результаты могут раскрыть потенциал для более эффективного и масштабируемого производства ценных растительных соединений.

В ходе изучения AtMSBP1 исследователи обнаружили, что этот растительный белок помогает дрожжевым клеткам лучше координировать активность и коммуникацию между различными клеточными компартментами — не только эндоплазматическим ретикулумом, но и митохондриями и вакуолями.

Эта неожиданная межорганелльная координация, включая расширенную канальцевую сеть ER, увеличенный объем митохондрий и деление вакуолей, создает более динамичную среду, которая поддерживает функцию цитохрома P450, даже в отсутствие самого AtMSBP1.

Поскольку большинство метаболических путей растений зависят от множественных цитохромов P450, которые долгое время было трудно восстановить в дрожжах, это открытие обеспечивает новый план для разработки более эффективных систем микробного производства, отмечают исследователи. Например, будущие стратегии могут включать в себя усиление межорганелльных взаимодействий и тонкую настройку внутренней среды клетки, а не изменение одного клеточного компартмента, чтобы повысить функцию ферментов растительного цитохрома Р450 в дрожжах.

Исследование проводилось под руководством ученых Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего Янрана Ли и Шаньхуэй Сюя.