Nové kouzlo bioinženýrů: Bakterie, která spojí uhlík s bórem

Bakterie jsou mikroskopičtí pracanti. Zvládnou obdivuhodný repertoár chemických reakcí, s jejichž pomocí využívají k obživě velmi rozmanité látky v rozličných prostředích. Ani bakterie, co jich známe v přírodě, ale nedovedou vše. V takovém případě nastupují bioinženýři, kteří mohou bakterie vylepšit, a naučit je věci, v přírodě nevídané. 

Na Caltechu vylepšili bakterie tak, že mohou vytvořit vazbu mezi uhlíkem a bórem. Něco takového jsme přitom znali jenom z laboratoře. V přírodě zřejmě nic podobného nefunguje. Díky tomuto úspěchu si bioinženýři rozšířili spektrum chemických látek, které teď bakterie mohou vyrobit. Výroba chemikálií v bakteriálních reaktorech přitom může být snadnější a šetrnější vůči životnímu prostředí.

Frances Arnoldová a její spolupracovníci navázali na svůj loňský výzkum, při němž vyvinuli bakterie schopné navázat uhlík s křemíkem. Ani taková vazba se v přírodě za normálních okolností nevidí. Bioinženýři při těchto experimentech užívají trik zvaný řízená evoluce (directed evolution), kdy při tvorbě nových enzymů s požadovanými vlastnostmi pro bakterie používají postup podobný přírodnímu výběru.

Badatelé se v tomto případě soustředili na specifickou variantu běžného proteinu cytochromu c. Nejprve zmutovali gen zodpovědný za tento protein. Pak ho umístili do bakteriální buňky a sledovali, zda bakterie se zmutovaným cytochromem c dokáže spojit uhlík s bórem. A když to fungovalo, tak gen mutovali dál, aby výsledný protein byl v tvorbě vazby uhlíku s bórem ještě lepší.