Сохранение биоразнообразия должно выходить за рамки растений и животных, а также сохранять микробную жизнь. Угрозы средам обитания, например, из-за разведки нефти, могут навсегда уничтожить потенциальные решения глобальных проблем, заключенные в самой микробной жизни. Дрожжи, известные своей ролью в пивоварении и выпечке хлеба, также могут сбраживать сахар из растительного сырья в биотопливо.
Однако этот процесс не очень эффективен, особенно когда используются отходы завода, так как конструкции трудно сломать.В разных дрожжах используются разные типы сахаров, они развиваются в разных условиях и производят широкий спектр различных продуктов. Скрещивание штаммов с правильным сочетанием характеристик может дать дрожжи, которые идеально подходят для производства биотоплива. Объявление о производстве первой искусственной хромосомы дрожжей демонстрирует, как использование синтетической биологии дает нам возможность создать новые дрожжи с этими характеристиками.
Но для их выявления необходимо изучить и сохранить биоразнообразие дрожжей.Пытаясь решить эту проблему, NCYC, базирующаяся в IFR в Норвичском исследовательском парке, недавно инициировала программу по скринингу своих более чем 4000 различных штаммов дрожжей, чтобы найти звезды, производящие биотопливо.
Но он хочет большего.«Мы ищем интересные дрожжи из интересных мест обитания, — сказал доктор Стив Джеймс.
Поиски биоразнообразия дрожжей охватывают весь земной шар и только что привели к появлению совершенно нового вида. Wickerhamomyces arborarius впервые был обнаружен на цветке, растущем в высокогорном облачном лесу Макипукуна на северо-западе Эквадора. Это последнее из многолетнего сотрудничества NCYC и Coleccion de Levaduras Quito Catolica (CLQCA) в Эквадоре.
Команда из Эквадора во главе с доктором Хавьером Карвахалом прочесывала уникальные и уязвимые места обитания, такие как облачные леса, тропические леса Амазонки, Андские высокогорья, а также Галапагосские острова в поисках новых дрожжей, которые затем охарактеризованы и сохранены NCYC.При финансовой поддержке Исследовательского совета биотехнологии и биологических наук (BBSRC) NCYC исследовали характеристики этих дрожжей. Геномный анализ эквадорских дрожжей показал, что у них нет известных совпадений.
Но со временем другие охотники за дрожжами обнаружили похожие штаммы эквадорских видов. Один был найден на ореховом дереве в отдаленном горном районе Тайваня доктором Чинг-Фу Ли из Национального педагогического университета Синьчжу.
Три других штамма были идентифицированы доктором Томасом Харрингтоном из Университета штата Айова, у жуков-древоточцев, обитающих на лавровых деревьях в штате Джорджия, США, исследовательская группа которого изучала, как эти жуки передают грибковый патоген, вызывающий болезнь лаврового увядания.«Этот новый вид — настоящий путешественник», — сказал доктор Джеймс. «Возможно, дрожжи возникли в Азии и впоследствии были привезены этими насекомыми в США. Хотя этого жука еще не нашли в Эквадоре, недавно там были обнаружены три других очень похожих вида, поэтому вполне возможно, что дрожжи попали в эквадор. Южная Америка тоже через жуков ».
Интересно, что один из американских штаммов был выделен от жука, поверхность которого была стерилизована, что потенциально указывает на то, что этот вид дрожжей на самом деле живет внутри насекомого, в его кишечнике. В этом нет ничего необычного, ведь насекомые, как и мы, являются хозяевами кишечной флоры — бактерий и дрожжей, которые помогают им переваривать пищу. Эти особые жуки поедают древесину и полагаются на микробную флору кишечника, которая помогает переваривать ее твердую структуру. Такая же структура обнаруживается в отходах растительного сырья, которые могли бы быть подходящими источниками биотоплива, если бы были доступны только более эффективные способы реализации их потенциала.
Если эти дрожжи действительно являются симбионтом кишечника жуков, они также должны быть устойчивы к некоторым продуктам распада древесины, которые могут подавлять другие дрожжи, производящие биотопливо.Команда NCYC теперь полностью описывает этот новый вид и планирует проверить, какие характеристики могут быть полезны для производства биотехнологических приложений.«Мы действительно заинтересованы в том, чтобы выяснить, как эти дрожжи развили устойчивость к гниению древесины, чтобы направить попытки улучшить производственные дрожжи», — сказал д-р Ян Робертс, куратор NCYC. «Это просто характеристика, которую можно добавить в дизайнерские дрожжи для производства биотоплива».
При тестировании и определении характеристик дрожжей он и его команда тесно сотрудничают с профессором Китом Уолдроном и его коллегами из Центра биопереработки в Институте исследований пищевых продуктов, который стратегически финансируется Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам.Но их поиски других дрожжей для добавления в свою коллекцию продолжаются. По консервативным оценкам, текущее общее количество видов дрожжей составляет 150 000, и пока что мы, возможно, обнаружили только 1% от этого общего числа.
Эквадорское сотрудничество NCYC привело к появлению десятков новых, еще не охарактеризованных дрожжей, и в настоящее время исследуются более экстремальные условия и среды обитания, чтобы найти потенциально полезные дрожжи. Но если мы не сохраним эти среды обитания и драгоценное биоразнообразие, которое они содержат, мы можем навсегда потерять этот шанс.