Наночастицы, покрывающие дрожжи и отражающие свет, повышают эффективность промышленного синтеза полезных веществ.
В современном производстве широко применяются линии дрожжевых клеток, заполняющие большие ферментеры и синтезирующие необходимые вещества, обычно из простых сахаров. Этот процесс не требует высоких температур, давления или других опасных и дорогих приемов, которые часто необходимы для обычного химического синтеза. Вместе с тем, часть ресурсов, поступающих в биореактор, тратится на жизнедеятельность дрожжей, что снижает эффективность процесса.
Разработчики из Гарвардского университета предложили новый и оригинальный подход к этой проблеме. статья которых опубликована в журнале NatureЦзюньлин Го и его сотрудники покрыли грибки наночастицами фосфида индия. Полупроводник может захватывать солнечную энергию и уменьшать потребление дрожжами химических ресурсов для метаболизма.
В клетках множество биохимических реакций протекает с помощью коферментов. НАДФВ процессе восстановления он принимает электрон (например, в хлоропластах растений при фотосинтезе) и затем отдаёт его (например, при синтезе глюкозы). Полупроводниковые наночастицы осуществляют аналогичный процесс: фотоны удаляют из них электроны, которые попадают в клетку и стимулируют восстановление НАДФ.
Часть питательных веществ дрожжей, раньше затрачивавшаяся на другие задачи, может быть использована для промышленного синтеза. Эксперименты авторов в лаборатории подтверждают это: производство шикимовой кислоты (основа популярного противовирусного средства «Тамифлю») клетками с «солнечными батареями» полупроводниковых наночастиц оказалось втрое эффективнее, чем у обычных дрожжей.