Bacteriën en andere microben kunnen bouwstenen voor biobrandstoffen uitpompen. Helaas, ervoor zorgen dat microben genoeg bouwstenen produceren, lipiden, vormt een belangrijke uitdaging. Microben schieten vaak tekort in wat ze theoretisch zouden kunnen produceren. Deze studie onderzocht hoog-lipide mutante varianten van Rhodobacter sphaeroides. De wetenschappers toonden aan dat het veranderen van de bacteriële celenvelop resulteert in meer lipiden ten opzichte van de ouderstam.

Kennis van de mechanismen die de microbiële lipideproductie beperken, kan nieuwe strategieën onthullen om de lipidenopbrengst te verhogen. Het resultaat? Verhoogde economische levensvatbaarheid van alternatieven voor brandstoffen of chemicaliën die momenteel uit aardolie worden gewonnen.

Microbiële lipiden zijn potentiële vervangers voor op aardolie gebaseerde brandstoffen en chemicaliën; echter, hun productie blijft vaak achter bij de theoretische opbrengst, en strategieën voor verbetering nodig zijn. Onderzoekers van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) Great Lakes Bioenergy Research Center; de Universiteit van Wisconsin-Madison; en het Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), een DOE Office of Science gebruikersfaciliteit, bouwden voort op hun onderzoek naar microbiële lipideproductie door een nieuwe klasse van Rhodobacter sphaeroides-mutanten te onderzoeken die een verhoogde lipidenaccumulatie vertoonden in vergelijking met de ouderstam. De onderzoekers gebruikten de FEI Tecnai T-12 cryo-transmissie-elektronenmicroscoop en gestructureerde fluorescentie-fluorescentiemicroscoop met superresolutie bij EMSL.

Ze bepaalden dat de chemische gevoeligheidsprofielen aangaven dat mutanten met een hoog lipidegehalte gevoelig waren voor geneesmiddelen die zich op de celenvelop richten. Ze observeerden ook veranderingen in celvorm, wat suggereert dat eerder onbeschreven veranderingen in de bacteriële celenvelop zouden kunnen worden gebruikt om de lipideproductie te verhogen. belangrijk, een subset van de mutanten met een hoog lipidegehalte scheidden lipiden af. Twee mutanten verzamelden ongeveer 60 procent van hun totale lipiden extracellulair, mogelijk een gemakkelijke terugwinning van een product uit een bioreactor mogelijk maken.

Toen een van de hoogste lipidenafscheidende stammen werd gekweekt in een fed-batch bioreactor, het lipidengehalte was vergelijkbaar met olieachtige microben, gedefinieerd als degenen die 20 procent of meer van hun droge celgewicht als lipide accumuleren. Kennis van de biologische mechanismen die de productie van lipiden beperken, kan de basis vormen voor nieuwe genetische manipulatie- en groeistrategieën en het mogelijk maken dat deze belangrijke klasse van moleculen op grotere schaal als brandstof of chemicaliën wordt gebruikt.