Syntetiske veje gør planter til biofabrikker for nye molekyler

Planter kan producere en bred vifte af molekyler, hvoraf mange hjælper dem med at bekæmpe skadelige skadedyr og patogener. Biologer har udnyttet denne evne til at producere mange molekyler, der er vigtige for menneskers sundhed - aspirin og det antimalariamiddel artemisinin, for eksempel, stammer fra planter.

Nu, forskere ved Joint BioEnergy Institute (JBEI) bruger syntetisk biologi til at give planter evnen til at skabe molekyler, der aldrig er set før i naturen. Ny forskning ledet af Patrick Shih, direktør for Plant Biosystems Design hos JBEI, og Beth Sattely fra Stanford University beskriver succes med at bytte enzymer mellem planter for at udvikle nye syntetiske metaboliske veje. Disse veje gav planter evnen til at skabe nye klasser af kemiske forbindelser, hvoraf nogle har forbedrede egenskaber.

"Dette er en demonstration af, hvordan vi kan begynde at omlægge og omdesigne plantemetabolisme for at lave molekyler af interesse til en række applikationer, " sagde Shih.

Konstruktionsanlæg til selv at fremstille nye molekyler giver en bæredygtig platform til at producere en bred vifte af forbindelser. En af de forbindelser, forskerne var i stand til at skabe, kan sammenlignes med kommercielt brugte pesticider i deres effektivitet, mens andre kan have anti-kræft egenskaber. Det langsigtede mål er at konstruere planter til at være biofabrikker af molekyler som disse, omgå behovet for eksternt at sprøjte pesticider eller syntetisere terapeutiske molekyler i et laboratorium.

"Det er motivationen for, hvor vi kunne gå hen, " sagde Shih. "Vi ønsker at skubbe grænserne for plantemetabolisme for at lave forbindelser, vi aldrig har set før."