Drożdże zaśmiecone nanocząsteczkami zatrzymującymi światło stają się znacznie wydajniejsze w przemysłowej syntezie cennych substancji.
We współczesnym przemyśle niezliczone linie komórek drożdży są używane do napełniania ogromnych fermentorów i produkcji niezbędnych substancji - zwykle z prostych cząsteczek cukru. Biosynteza nie wymaga wysokich temperatur, ciśnień ani innych niebezpiecznych i kosztownych technik często wymaganych w przypadku konwencjonalnej syntezy chemicznej. Z drugiej strony znaczna część środków trafiających do bioreaktora jest nieekonomicznie wydatkowana na żywotną aktywność samych drożdży, a problem zwiększenia wydajności biosyntezy pozostaje pilny.
Nowe oryginalne podejście do tego problemu zaproponowali programiści z Uniwersytetu Harvarda, których artykuł został opublikowany w czasopiśmie Nature. Junling Guo i jego współpracownicy byli w stanie pokryć komórki grzybów nanocząsteczkami fosforku indu: ten półprzewodnik jest w stanie wychwytywać energię promieniowania słonecznego i zmniejszać zużycie zasobów chemicznych wykorzystywanych do metabolizmu drożdży.
Faktem jest, że za pośrednictwem koenzymu NADP zachodzi wiele reakcji biochemicznych w komórkach. Jest przywracany - przejmuje elektron (np. W chloroplastach roślin podczas fonosyntezy), a następnie oddaje go (np. Podczas fotosyntetycznej syntezy glukozy). Nanocząsteczki półprzewodnikowe faktycznie przeprowadzają podobny proces: fotony wybijają z nich elektrony, które dostają się do komórki i stymulują odbudowę NADP.
Część pożywienia drożdżowego wydanego wcześniej na to zadanie można wykorzystać do cennej przemysłowo syntezy. Potwierdziły to eksperymenty przeprowadzone przez autorów w laboratorium: produkcja kwasu szikimowego (podstawy do otrzymywania popularnego środka przeciwwirusowego Tamiflu) przez komórki niosące na powierzchni nanocząstki półprzewodnikowe „baterie słoneczne” okazała się trzykrotnie wydajniejsza niż w przypadku zwykłych drożdży.
Sergey Vasiliev