Een groep Chinese wetenschappers heeft onlangs een nieuw synthetisch consortium ontwikkeld voor efficiënt gebruik van pentose-hexose dat de bioproductie zou kunnen verbeteren. Het omzetten van biomassa in waardevolle brandstoffen en chemicaliën met behulp van microben is een hot topic in de bioproductie. Echter, inefficiënte pentose-hexose co-gebruik heeft het conversieproces belemmerd.

Professor Li Yin en zijn team van het Instituut voor Microbiologie van de Chinese Academie van Wetenschappen (IMCAS) stelden voor om een ​​Y-vormig consortium te gebruiken om dit probleem op te lossen. Ze namen butanol als doelproduct en ontwikkelden een Y-vormig synthetisch consortium met behulp van systematisch gemanipuleerde E. coli-stammen.

Het "Y-vormige" synthetische consortium is samengesteld uit twee technische stammen die zijn afgeleid van dezelfde oorspronkelijke stam. De twee afzonderlijke "koppen" vertegenwoordigen de metabole routes van pentose en hextose, terwijl het unitaire "lichaam" de synthetische route van het doelproduct vertegenwoordigt.

Bij batchfermentatie van gemengde suikers, dit Y-vormige synthetisch consortium heeft een opbrengst van ~21 g/L butanol behaald. Dit vertegenwoordigt 85% van de theoretische waarde, de hoogste procentuele opbrengst ooit gerapporteerd, volgens het team van Li.

Nadere analyse heeft aangetoond dat efficiënt gelijktijdig gebruik van suikermengsels met verschillende pentose/hexose-verhoudingen en verschillende beluchtingsomstandigheden kan worden bereikt door de initiële structuur van het Y-vormige consortium aan te passen.

"Dit geeft verder het aanpassingsvermogen en de stabiliteit van het Y-vormige consortium aan, die in de industriële productie kunnen worden gebruikt, " zei Li.

Dit werk biedt nieuwe inzichten in efficiënt co-gebruik van pentose-hextose door een synthetisch microbioom. Het legt ook een basis voor het verder verlagen van de productiekosten van biobutanol.