Gist bezaaid met lichtinsluitende nanodeeltjes wordt veel efficiënter bij de industriële synthese van waardevolle stoffen.
In de moderne industrie worden talloze rijen gistcellen gebruikt om enorme fermentoren te vullen en de benodigde stoffen te produceren - meestal uit eenvoudige suikermoleculen. Biosynthese vereist geen hoge temperaturen, drukken en andere gevaarlijke en kostbare technieken die vaak vereist zijn voor conventionele chemische synthese. Aan de andere kant wordt een aanzienlijk deel van de middelen die de bioreactor ingaan, oneconomisch besteed aan de vitale activiteit van de gist zelf, en het probleem van het verhogen van de efficiëntie van de biosynthese blijft urgent.
Een nieuwe originele benadering van dit probleem werd voorgesteld door ontwikkelaars van de Harvard University, wiens artikel in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd. Junling Guo en zijn collega's waren in staat om schimmelcellen te bedekken met nanodeeltjes indiumfosfide: deze halfgeleider kan de energie van zonnestraling opvangen en het verbruik van chemische bronnen die worden gebruikt voor het metabolisme van gist verminderen.
Feit is dat veel biochemische reacties in cellen plaatsvinden door bemiddeling van het co-enzym NADP. Het wordt hersteld - het neemt een elektron aan (bijvoorbeeld in chloroplasten van planten tijdens phonosynthese) en geeft het vervolgens op (bijvoorbeeld tijdens fotosynthetische synthese van glucose). Halfgeleider-nanodeeltjes voeren eigenlijk een soortgelijk proces uit: fotonen slaan er elektronen uit, die de cel binnendringen en het herstel van NADP stimuleren.
Een deel van de gistvoeding die eerder aan deze taak is besteed, kan worden gebruikt voor industrieel waardevolle synthese. Dit werd bevestigd door de experimenten die door de auteurs in het laboratorium werden uitgevoerd: de productie van shikiminezuur (de basis voor het verkrijgen van het populaire antivirale middel Tamiflu) door cellen die halfgeleider-nanodeeltjes "zonnebatterijen" op het oppervlak dragen, bleek drie keer efficiënter dan die van gewone gist.
Sergey Vasiliev
