Ученые создали искусственный метаболизм, превращающий CO₂ в полезные химикаты

Синтетические биологи из Северо-Западного и Стэнфордского университетов разработали искусственный метаболический путь, который преобразует углекислый газ в полезные химические соединения. Система, названная ReForm, работает вне живых клеток и использует специально созданные ферменты.

Новый путь превращает формиат, который легко получить из CO₂, в ацетил-КоА — универсальный метаболит, используемый всеми живыми клетками. В качестве доказательства концепции ученые затем преобразовали ацетил-КоА в яблочную кислоту — коммерчески ценный химикат, применяемый в пищевой промышленности, косметике и производстве биоразлагаемых пластиков.

«Бесконтрольный выброс CO₂ создал множество острых социальных и экономических проблем для человечества, — заявил соавтор исследования Ашти Карим. — Чтобы решить эту глобальную задачу, нам критически необходимы новые пути для углеродно-нейтрального производства товаров».

Для создания системы ученые использовали подход «бесклеточной» синтетической биологии, извлекая молекулярные механизмы клеток и работая с ними в пробирке. Это позволило быстро протестировать тысячи вариантов ферментов и найти те, которые выполняют не встречающиеся в природе реакции.

«Мы предвидим, что гибридные технологии, объединяющие лучшее из химии и биологии, откроют новые направления для углеродно- и энергоэффективного будущего», — добавил соавтор работы Майкл Джуэтт.

Исследование, открывающее перспективы для устойчивого производства и переработки углерода, опубликовано в журнале Nature Chemical Engineering.