В 1960-х годах началось детальное изучение экстремофилов, обитающих в кипящих источниках Йеллоустонского национального парка в США. Сегодня эти удивительные организмы были обнаружены в различных условиях, включая глубоководные гидротермальные источники, ледники Антарктики и кислые озера.
Выживаемость этих микробов объясняется наличием особых ферментов, именуемых экстрезимами. В недавней статье исследовательская команда обобщила различные способы применения этих соединений. Например, термоустойчивый фермент, найденный в микробе из Йеллоустона, является ключевым компонентом ПЦР-тестов, которые сегодня жизненно необходимы для диагностики инфекционных заболеваний.
Кроме того, ферменты, полученные от солелюбивых экстремофилов, активно исследуются для производства биотоплива, а щелочелюбивые микробы применяются в стиральных порошках, которые эффективно работают в холодной воде. Также экстремофилы играют важную роль в переработке сельскохозяйственных отходов в топливо, а некоторые металлоустойчивые виды помогают очищать почву и воду от ртути и прочих токсичных металлов.
Однако основная трудность заключается в том, что экстремофилов сложно разводить в лабораторных условиях. В ответ на эту проблему ученые разработали элегантный подход — компьютерное моделирование. С помощью моделей метаболизма на геномном уровне (GEMs) они способны симулировать метаболизм этих микробов, а затем редактировать их геномы с помощью технологий наподобие CRISPR, создавая новые штаммы с нужными свойствами.
Авторы статьи, опубликованной в журнале Frontiers in Microbiology, подчеркивают, что достижения в области синтетической биологии и инженерии открывают новые возможности для использования экстремофилов в устойчивом биопроизводстве, что позволяет снижать негативное воздействие на окружающую среду и повышать эффективность различных процессов.