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Exploiting new solutes from hyperthermophiles for the preservation of biomaterials: cell factories for production of hypersolutes

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Zu heiß für den Gebrauch?

Für viele Mikroorganismen liefern hohe Temperaturen von über 80oC die perfekten Wachstumsbedingungen. Diese Mikroorganismen, auch Hyperthermophile genannt, können auf viele entscheidende biotechnologische Fragen eine Antwort geben.

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Die Verwendung von biologischem Material für zahlreiche Anwendungen, welche auch immer, ist eine großzügige Definition des Begriffs Biotechnologie. In den letzten Jahren haben biotechnologische Anwendungen große Fortschritte im Hinblick auf einen hohen Stand an Genauigkeit und einen großen Anwendungsbereich gemacht. Materialien, von Enzymen bis hin zu ganzen Zellen, werden für viele Funktionen verwendet. Hyperthermophile weisen im Vergleich zu ihren "Normaltemperatur"-Gegenstücken ein günstigeres Profil auf. Die Produktion hyperthermophiler Materialien (wie zum Beispiel Enzymen und anderen Proteinen) auf Industriemaßstab ist jedoch noch unterentwickelt. Daher erforschte das von der Europäischen Kommission finanzierte Projekt HYPERSOLUTES Wege, um ein System für die Produktion von Mannosylglycerat zu entwickeln, einem allgemein verwendeten Solut, das aus Hyperthermophilen stammt. Man betrachtete dies als einen der ersten entscheidenden Schritte hin zu einer breit angelegten Erforschung von Hypersoluten und ihren Vorteilen. Die Bedeutung von Mannosylglycerat liegt im Wesentlichen in der Stabilisierung von Peptidstrukturen in einer Umgebung mit hoher Temperatur, um damit die Mikroorganismen vor den Hitzeauswirkungen zu schützen. Die vollständige Charakterisierung des Profils von Mannosylglycerat unter in vitro Bedingungen wurde jedoch größtenteils behindert, da dieses Solut nicht in ausreichender Menge hergestellt werden kann. Die Projektpartner entwarfen ein neues Verfahren, bei dem Mannosylglycerat mittels mikrobiologischer Systeme, die nicht hyperthermophil sind, hergestellt werden könnte. Die für die Produktion von Mannosylglycerat verantwortlichen Gene wurden isoliert und dann in Saccharomyces cerevisiae transfektiert, ein häufig verwendetes mikrobiologisches System. Das Endergebnis war ein neu konstruiertes System auf der Grundlage von Saccharomyces cerevisiae, das in vivo Mannosylglycerat herstellen kann.

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