Eine von symbiotischen Bakterien produzierte Verbindung fördert die Proteinsynthese in vitro

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Associate Professor Atsushi Nakabachi vom Forschungszentrum für Agrartechnologie und Biotechnologie der Technischen Universität Toyohashi hat herausgefunden, dass die von einem mit Insekten symbiotischen Bakterium produzierte Verbindung Diaphorin die Aktivität eines In-vitro-Proteinsynthesesystems unter Verwendung von Komponenten aus Escherichia coli fördert.

Ihre Arbeit klärte einen Teil des Wirkungsmechanismus auf, durch den Diaphorin das Wachstum von Colibakterien und die Produktion von Substanzen fördert, und es wird erwartet, dass es zur Verbesserung der Effizienz der industriellen Produktion nützlicher Substanzen unter Verwendung von Bakterien eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse dieser Forschung waren veröffentlicht im Journal Mikrobiologie-Spektrum am 4. Juni 2024.

Diaphorin ist eine Verbindung, die von einem symbiotischen Bakterium des weltweit verbreiteten landwirtschaftlichen Schädlings Diaphorina citri produziert wird und im Körper des Schädlings in hohen Konzentrationen von 2–20 mM vorkommt. Frühere Untersuchungen des Teams zeigten, dass diese Verbindung das Wachstum und die Fähigkeit zur Substanzproduktion von E. coli verbessert.

Diese Forschung ist die erste weltweit, die zeigt, dass Diaphorin in Konzentrationen von 50–500 µM die Aktivität eines künstlichen Proteinsynthesesystems im Reagenzglas fördert, das aus E. coli extrahierte und gereinigte Ribosomen, verschiedene Enzyme, Substrate und andere Substanzen umfasst. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass Diaphorin auf das bakterielle Genexpressionssystem abzielt und Effekte wie die Förderung von Wachstum und Substanzproduktion ausübt.

E. coli wird nicht nur in der akademischen Forschung aktiv eingesetzt, sondern auch in der industriellen Produktion nützlicher Substanzen wie Insulin (Diabetikermedikament), Interferon (Krebsmedikament), Wachstumshormon und anderen Medikamenten sowie industriellen Enzymen, Aminosäuren und Alkohol, einschließlich Biokraftstoffen. Das Forschungsergebnis klärte einen Teil des Mechanismus auf, durch den Diaphorin das Wachstum und die Substanzproduktion von E. coli fördert, und eröffnet den Weg zur Verbesserung der Effizienz bei der industriellen Produktion nützlicher Substanzen mithilfe von Bakterien.

Ziel des Forschungsteams ist es, den molekularen Mechanismus genauer aufzuklären und die Aktivität von Diaphorin in einer größeren Vielfalt von Bakterien weiter zu klären.