Leer je micro-organismen om melamine te vreten en je hoeft niet meer bang te zijn voor microbiële contaminatie in je fermentor. Dat beloven onderzoekers uit Cambridge (VS) deze week in Science.

Nu worden die besmettingen nog vaak bestreden met antibiotica. Bijvoorbeeld in de bio-ethanolfabricage: daar moeten gistcellen worden beschermd tegen Lactobacillus-soorten, die net zo goed tegen hoge ethanolconcentraties kunnen als zo’n gist maar helaas melkzuur produceren in plaats van ethanol.

De strategie van MIT-hoogleraar Greg Stephanopoulos en zijn spin-off Novogy komt er op neer dat je je micro-organismen genetisch modificeert zodat ze niet-natuurlijke stoffen kunnen benutten als stikstof- of fosforbron. Die stoffen voeg je vervolgens ook daadwerkelijk toe aan de biomassa die je wilt laten omzetten.

Mocht een ‘vreemde’ bacterie in de fermentor belanden, dan is de kans klein dat hij er iets mee kan. En dus ook de kans dat hij de concurrentiestrijd met de vaste bewoners wint en het biomassa-fermentatieproces kan verpesten.

Om te beginnen is de ‘robust operation by utilization of substrate technology’-strategie (afgekort ROBUST) uitgetest op een E.coli-cultuur. Diens DNA werd aangevuld met codes voor een zestal enzymen, bij elkaar gezocht uit diverse andere organismen, die samen allezes de stikstofatomen uit een melaminemolecuul kunnen benutten. In biomassa die met melamine was verrijkt, bleken deze coli’s in staat hun ongemodificeerde soortgenoten in no time weg te concurreren.

Op vergelijkbare wijze is ook al een giststam (S. cerevisiae) gehaald die zijn stikstof haalt uit cyaanamide, en zijn fosfaat uit kaliumfosfiet. Dat laatste lukte eveneens met een andere gist, Yarrowia lipolytica, die lipiden produceert in plaats van ethanol. Normaal wordt die gemakkelijk gesmoord wanneer een andere gistsoort wél ethanol begint te produceren, maar als hij de enige is die op fosfiet kan leven krijgt hij vanzelf de overhand.

De auteurs tekenen er bij aan dat er door natuurlijke selectie vanzelf concurrerende soorten zullen ontstaan die wél melamine lusten, maar dat je dat simpelweg kunt oplossen door je productie-organismen te wennen aan een ándere onnatuurlijke stikstofbron. De chemische industrie heeft nog zat goedkope kleine moleculen in de aanbieding.

Maar het grootste voordeel is dat je tenminste niet meer bezig bent om antibioticaresistentie te kweken, die op ziekenhuisbacteriën zou kunnen overslaan.

bron: AAAS