Bacteriën kunnen extra middelen opslaan voor de magere tijden. Het is een beetje zoals het houden van een spaarvarken of het dragen van een back-up batterijpakket. Een belangrijke reserve staat bekend als cyanophycinekorrels, die ongeveer 150 jaar geleden voor het eerst werden opgemerkt door een Italiaanse wetenschapper. Hij zag grote, donkere vlekken in de cellen van de blauwgroene algen (cyanobacteriën) die hij bestudeerde zonder te begrijpen wat ze waren of waarvoor ze dienden. Vanaf dat moment, wetenschappers hebben zich gerealiseerd dat cyanophycine is gemaakt van een natuurlijk groen biopolymeer, dat bacteriën het gebruiken als opslagplaats voor stikstof en energie, en dat het veel biotechnologische toepassingen kan hebben. Ze hebben geprobeerd grote hoeveelheden cyanophycine te produceren door het enzym dat het maakt (bekend als cyanophycine synthetase) in alles van E. coli tot tabak, maar zonder er genoeg van te kunnen maken om erg nuttig te zijn.

Nutsvoorzieningen, door twee geavanceerde technieken te combineren, cryo-elektronenmicroscopie (bij McGill's Facility for Electron Microscopy Research) en röntgenkristallografie, McGill-onderzoekers hebben, Voor de eerste keer, het actieve enzym in actie hebben kunnen zien.

"Tot nu toe hebben wetenschappers niet kunnen begrijpen hoe bacteriële cellen stikstof opslaan in cyanophycine, simpelweg omdat ze het enzym niet in actie konden zien, " zegt Martin Schmeing, een professor in McGill's Department of Biochemistry en de senior auteur van een recent artikel over het onderwerp in Natuur Chemische Biologie . "Door 3D-beelden van het enzym aan het werk in een film te naaien, konden we zien hoe drie verschillende structurele eenheden (of domeinen), kwamen samen om cyanophycinesynthetase te creëren. Het is een verrassend en zeer elegant voorbeeld van een natuurlijke biomachine."

De volgende stappen in het onderzoek omvatten het kijken naar de andere enzymen die worden gebruikt in de volledige biosynthese en afbraakcyclus van cyanophycine. Zodra de onderzoekers ze in actie kunnen zien, dit zou hen mogelijk een volledig structureel begrip geven van de betrokken processen en zou hen in staat stellen uit te zoeken hoe ze cellen kunnen turboladen om enorme hoeveelheden cyanofycine en verwante polymeren te maken voor hun groene polymere biotech-toepassingen, zoals in biologisch afbreekbare waterontharders en antiscalants of bij het creëren van warmtegevoelige nanoblaasjes voor gebruik bij gerichte medicijnafgifte.