Baktēriju mikrokompartmenti kā sintētiskie nanoreaktori

Projekta ietvaros tiks veikta dabā esošo mikrokompartmenta detalizēta izpēte, lai radītu organisku savienojumu sintēzes nanoreaktoru.

Īstenojot projektu, sabiedrība iegūs jaunas zināšanas par potenciāli plaši izmantojamu bioķīmisku platformu dažādu vielu sintēzei no atjaunojamiem dabas resursiem. Ķīmiskās rūpniecības priekštečvielu (building block), kā arī farmācijā izmantojamu savienojumu biotehnoloģiska ražošana ir strauji augoša nozare. Tai ir plašas nākotnes perspektīvas, jo kā izejvielas tiek izmantoti atjaunojamie resursi. Procesa efektivitāte ir tieši saistīta ar bioloģiskā aģenta (parasti mikroorganisma) spēju efektīvi konvertēt izejvielas (substrātus) par vēlamo savienojumu (produktu). Paralēli produkta sintēzei mikroorganismu šūnās noris simtiem citu, no ražošanas viedokļa, mazāk nozīmīgu un pat nevēlamu reakciju. “Paralēlās reakcijas” nodrošina mikroorganisma vairošanos un izturību pret mainīgajiem ārējās vides apstākļiem, kā, piemēram: substrātos sastopamo toksīnu neitralizēšanu, izturību pret vielmaiņas galaproduktu uzkrāšanos lielās koncentrācijās. Minētie apstākļi un organisma atbildes reakcijas samazina nepieciešamā produkta iznākumu. Stabilas bioķīmiskās sistēmas, kas realizētu tikai produkta ieguvei nepieciešamās reakcijas būtu “ideāls biokatalizators”. Zināms, ka atsevišķi izolēti enzīmi var būt ievērojami izturīgāki pret vides toksīniem nekā šūna kopumā, tāpat zināms, ka, enzīmus iepakojot funkcionālās vienībās “mikrokompartmentos”, tie kļūst stabilāki nekā brīvi, neiepakoti enzīmi, kā arī produkta sintēzes ātrums ir lielāks nekā tad, ja kā katalizatorus izmanto mikoorganismu šūnās. Kā projekta galveno rezultātu Latvijas Univeristāte iegūs jaunas sadarbības un kompetences zinātniski aktuālā tēmā. Projekta mērķa sasniegšanai sadarbosies speciālisti no BMC un LU MBI. Projekta rezultātā LU iegūtu kompetences strauji augošā, fundamentālā zinātniski un no pielietojuma viedokļa daudzsološā tēmā. Tiks veicināta sadarbība starp speciālistiem no dažādiem bioloģijas novirzieniem – sistēmbioloģiju, bioķīmiju, biotehnoloģiju un struktūrbioloģiju. Studentiem, kuri vēlētos izstrādāt savus diplomdarbus, tā būs iespēja iesaistīties augsta līmeņa pētījumā un gūt padziļinātas zināšanas tēmā, kas visā pasaulē “vēl tikai uzņem apgriezienus”.

Kopējās izmaksas: 19 093 eiro.

Projekta vadītājs: Dr. biol. Jānis Liepiņš, LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūts.

Projektu atbalsta mecenāts SIA "Mikrotīkls".