Fabryki izoprenoidów z pomidorów i ziemniaków
ISO, zwane również terpenoidami, to duża i zróżnicowana klasa naturalnie występujących lipidów. Te organiczne substancje chemiczne można znaleźć w każdej z klas organizmów żywych; stanowią też największą grupę produktów naturalnych. Rośliny zawierające ISO słyną ze swoich właściwości zapachowych. Są używane do produkcji tradycyjnych lekarstw ziołowych i badane pod kątem zastosowań przeciwbakteryjnych, przeciwnowotworowych i innych zastosowań farmaceutycznych. Światowy rynek ISO osiąga roczną wartość rzędu 1 mld USD. Celem finansowanego przez UE projektu METAPRO była optymalizacja produkcji kilku przydatnych ISO w celu zademonstrowania narzędzi i strategii opracowanych na rzecz rodzajowej produkcji przydatnych metabolitów wtórnych w roślinach. Podejścia inżynierii genetycznej zademonstrowano dla formowania astaksantyny i produkcji krocyny przy użyciu pomidora i ziemniaka. Te rośliny uprawne są powszechnie hodowane i produkowane na całym świecie, dlatego stały się przedmiotem współczesnych praktyk rolnych. Większość fundamentalnych reakcji zaangażowanych w szlak formowania ISO została już wcześniej utworzona. Wyniki projektu pokazują, że metabolizm wtórny nie jest odrębnym cyklem, a raczej komponentem powiązanym z metabolizmem pierwotnym i pośrednim. Również stało się jasne, że biosynteza i sekwestracja są wzajemnie powiązane, a zmiany w składzie metabolitu potrafią zmieniać struktury komórkowe wykorzystywane do osadzania. Podczas prób wystąpiła zarówno degradacja enzymatyczna, jak i nieenzymatyczna syntetyzowanych ISO. Aby przezwyciężyć ten problem, opracowano kapsułkowanie w dół, aby zwiększyć stabilność produktu. Wdrożenie nowych strategii doprowadziło do wygenerowania wyjątkowo wysokich poziomów ISO. Obecnie dostępne są prototypy do przeprowadzenia produkcji, badań wykonalności technicznej i ekonomicznej przy udziale szerokiego zakresu odmian produkujących ketokarotenoidy. Zespół METAPRO nadal wykorzystuje każdą możliwość do rozpowszechnia wyników badań wśród społeczności naukowej, opinii publicznej, w szkołach i agencjach rządowych. W czasie trwania projektu opracowano 30 publikacji w pismach naukowych, w tym kilka z nich w magazynach o dużym zasięgu, takich jak Science, PNAS i Plant Cell. Dzięki projektowi pogłębiono fundamentalną wiedzę naukową i podkreślono potencjał ulepszonej zrównoważonej produkcji biologicznej. Ilustruje on, w jaki sposób związki zwykle generowane w drodze syntezy chemicznej mogą być potencjalnie produkowane w odnawialnych źródłach biologicznych na konkurencyjnych poziomach.
