Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Hər il kimchi istehsalı zamanı əmələ gələn minlərlə ton turp əlavə məhsulu, tərkibində qiymətli karbon və qida ehtiyatları olmasına baxmayaraq atılır. Kimchi Ümumdünya İnstitutunun (WiKim) tədqiqatçıları, bu kənd təsərrüfatı məhsullarının bioloji parçalana bilən bioplastiklərə çevrilməsinə imkan verən genom miqyaslı modelə əsaslanan mikrob mühəndisliyi strategiyasını işləyib hazırlayıblar, eyni zamanda turp hidrolizatı üçün xüsusi olaraq mikrob ştammlarını rasional şəkildə tərtib edirlər.
Bioresource Technology jurnalında dərc olunan tədqiqat, gücləndirilmiş bioplastik istehsal üçün metabolik mühəndislik hədəflərini müəyyən etmək üçün transkriptomik analizi transkriptomla məhdudlaşdırılmış genom miqyaslı metabolik model (GEM) ilə birləşdirən inteqrasiya olunmuş mühəndislik çərçivəsini təqdim edir. Adi sınaq və səhv deformasiya mühəndisliyinə etibar etmək əvəzinə, yanaşma kənd təsərrüfatı tullantılarının qiymətləndirilməsi və davamlı bioistehsal üçün yeni strategiya təmin edərək, metabolik axını məhsulun biosintezinə yönləndirən genetik dəyişiklikləri proqnozlaşdırır. Cənubi Koreyanın kimçi sənayesi hər il təxminən 132.000 metrik ton turp emal edir (145.000 ton), təxminən 17.000 metrik ton yeyilməz emal əlavə məhsulları (18.700 ton) yaradır.
Bu əlavə məhsulların təxminən 94%-i hazırda qida tullantıları kimi atılır və ya tullantıların təmizlənməsi müəssisələrinə göndərilir ki, bu da həm ekoloji yük, həm də utilizasiya xərcləri ilə nəticələnir. Kənd təsərrüfatı tullantılarını dayanıqlı xammal kimi qiymətləndirmək üçün Dr. Jung Eun Yang-ın başçılıq etdiyi tədqiqat qrupu turpun əlavə məhsullarını fermentativ yolla turp hidrolizatına çevirdi və ondan biodeqradasiya ilə bioloji parçalana bilən poli(3-hidroksibutirat) (P(3HB)) istehsal etmək üçün ondan hazırlanmış Escherichia coli üçün yeganə xammal kimi istifadə etdi.
Adi qlükoza mühiti ilə müqayisədə turp hidrolizatı əhəmiyyətli dərəcədə yüksək P(3HB) yığılmasını dəstəklədi və kənd təsərrüfatı tullantılarının mikrob bioprosesləri üçün səmərəli xammal kimi xidmət edə biləcəyini nümayiş etdirdi. Buna görə də tədqiqatçılar turp hidrolizatını sonrakı transkriptomik profilləşdirmə və inteqrasiya olunmuş metabolik modelləşdirmə üçün xammal kimi seçdilər. Müqayisəli RNT ardıcıllığından (RNT-seq) istifadə edərək, komanda turp hidrolizatında yetişən E. coli-nin transkripsiya reaksiyasını xarakterizə etdi.
Transkriptomik məlumatlar sonradan transkriptomla məhdudlaşdırılmış genom miqyaslı metabolik modelə (iML1515 GEM) inteqrasiya edildi, bu da metabolik axının yenidən bölüşdürülməsinin sistematik proqnozlaşdırılmasına və P (3HB) biosintezini gücləndirən gen nokaut hədəflərinin müəyyən edilməsinə imkan verdi. Tədqiqatçılar model proqnozlarını rəhbər tutaraq, gltA və acnA-nın eyni vaxtda silinməsini daşıyan E. coli ştammını hazırlayıblar. P(3HB) dizayn edilmiş ştammın quru hüceyrə çəkisinin 71,95%-ni təşkil edir ki, bu da valideyn ştammı ilə müqayisədə 78% artım deməkdir və genom miqyaslı modellə idarə olunan mühəndislik strategiyasının effektivliyini nümayiş etdirir.
Sənayedə tətbiq oluna biləcəyini qiymətləndirmək üçün hazırlanmış ştam tək xammal kimi turp hidrolizatından istifadə edərək qidalı partiya fermentasiyasında əlavə sınaqdan keçirildi. Proses 5,75 q/L yekun P(3HB) konsentrasiyasına nail oldu, polimer quru hüceyrə kütləsinin 75,60%-ni təşkil etdi və bu, miqyaslana bilən mikrob bioproses vasitəsilə kənd təsərrüfatı tullantılarının bioparçalana bilən plastiklərə çevrilməsinin mümkünlüyünü nümayiş etdirdi. Bioplastik istehsal üçün turp hidrolizatının istifadəsini nümayiş etdirməklə yanaşı, tədqiqat kənd təsərrüfatı tullantılarının qiymətləndirilməsi üçün genom miqyaslı modelə əsaslanan mikrobioloji mühəndislik çərçivəsini yaradır.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
