Planten kunnen een breed scala aan moleculen produceren, waarvan vele hen helpen schadelijke plagen en ziekteverwekkers te bestrijden. Biologen hebben dit vermogen aangewend om veel moleculen te produceren die belangrijk zijn voor de menselijke gezondheid:aspirine en het antimalariamedicijn artemisinine, bijvoorbeeld, zijn afgeleid van planten.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers van het Joint BioEnergy Institute (JBEI) gebruiken synthetische biologie om planten het vermogen te geven om moleculen te maken die nog nooit eerder in de natuur zijn gezien. Nieuw onderzoek onder leiding van Patrick Shih, directeur van Plant Biosystems Design bij JBEI, en Beth Sattely van Stanford University beschrijft het succes bij het uitwisselen van enzymen tussen planten om nieuwe synthetische metabole routes te ontwikkelen. Deze routes gaven planten de mogelijkheid om nieuwe klassen van chemische verbindingen te creëren, waarvan sommige verbeterde eigenschappen hebben.

"Dit is een demonstratie van hoe we kunnen beginnen met het opnieuw bedraden en herontwerpen van het plantenmetabolisme om moleculen te maken die van belang zijn voor een reeks toepassingen, ' zei Shih.

Door fabrieken te engineeren om zelf nieuwe moleculen te maken, ontstaat een duurzaam platform om een ​​breed scala aan verbindingen te produceren. Een van de verbindingen die de onderzoekers konden maken is vergelijkbaar met commercieel gebruikte pesticiden in hun effectiviteit, terwijl andere eigenschappen tegen kanker kunnen hebben. Het doel op lange termijn is om planten te manipuleren als biofabrieken van moleculen zoals deze, het omzeilen van de noodzaak om pesticiden van buitenaf te spuiten of therapeutische moleculen in een laboratorium te synthetiseren.

"Dat is de motivatie voor waar we naartoe kunnen gaan, " zei Shih. "We willen de grenzen van het plantenmetabolisme verleggen om verbindingen te maken die we nog nooit eerder hebben gezien."