La próxima generación de tecnologías para desbloquear las superpoderes enzimáticas de la naturaleza

Las enzimas son proteínas que guían reacciones químicas muy específicas (catalizador). Juegan un papel esencial en la forma de toda la vida. Algunas enzimas operan el negocio diario de la biología que digieren los alimentos, la clave del crecimiento, otras para proteger contra las toxinas y algunas de ellas dan una “superpotencia” única. Por ejemplo, Rubisco tiene una enzima que permite que la energía del sol convierta el sol en los bloques de construcción primarios para alimentos, a saber, el azúcar. Algunas bacterias específicas contienen enzimas que permiten que el gas nitrógeno convierta toda la vida de la tierra en la forma utilizable de la atmósfera. Aunque las personas producen sus propias enzimas, hemos encontrado formas de usar enzimas de microorganismos durante miles de años, incluso mucho antes de que se identifiquen. Básicamente, se vio en la naturaleza combinando el dedo o las uvas con la naturaleza o bacteria, produciendo un producto como el vino o el yogurt. Sin embargo, en el siglo pasado aprendimos a alienar y producir enzimas y usarlas directamente en estos procesos. Por ejemplo, las enzimas “amyles” se encuentran comúnmente en la saliva y el almidón que comenzamos a comer se usa para comenzar a romperse, de modo que se usa para corregir el almidón de la harina para hornear para que no cristal y no haga el pan “basi”.

Los gérmenes naturales (bacterias y hongos) son una rica fuente de enzimas útiles, pero solo una pequeña parte de esa variedad potencial era accesible hasta hace poco porque era necesario estudiar el organismo en el laboratorio para estudiar y comprender lo que podría tener. La tierra está llena de criaturas que no se pueden cultivar en el laboratorio, no al menos técnicas muy especiales. Esto es especialmente cierto para los organismos que viven en entornos muy inusuales en agua o tierra como los respiraderos del calor del mar profundo. La palabra común para los organismos que viven en este entorno rígido es la palabra “Extremófilos“Y estos están interesados ​​porque sus enzimas se han desarrollado para poder” manejar “en situaciones inusuales, como altas temperaturas o un entorno muy ácido.

Novedoso

Hay una empresa ubicada en Japón Bitbium Ha creado una nueva forma de descubrir las enzimas “súper potencia” creadas por el germen de extramófilos o cualquier otra división externa sin la necesidad de aumentar el organismo en el entorno de laboratorio. Su tecnología comienza con una técnica de selección microscópica que les permite alienar a las células bacterianas individuales de muestras ambientales o biológicas mixtas. Luego, han desarrollado recientemente tecnologías para crear muchas copias del ADN de esa bacteria y crearla en la secuencia, no todas las bacterias aisladas no crecen más. Luego usan la combinación de genética evolutiva, bio y química infomática e inteligencia artificial para comparar las secuencias y predecir las características tridimensionales de estas nuevas proteínas que están disponibles en bases de datos públicas y privadas, que incluyen un orden o proteína de interés conocida. Las secuencias que recopilan Bitbium están en manos de su base de datos, que ahora mantiene alrededor de 2.400 millones de secuencias de más de 1 millón de organismos. Con su tecnología de secuenciación, esta base de datos aumenta en mil millones de secuencias al año. La IA juega un papel vital en ayudar a detectar diferentes enzimas con una actividad objetivo similar.

Esto se debe a que las enzimas de diferentes organismos a veces se ven diferentes en secuencias de aminoácidos o estructuras 3D, pero pueden realizar reacciones similares. Permite que un laboratorio estándar detecte los genes de la novela insertar en un organismo de producción de proteínas de laboratorio estándar y crear una muestra de nuevas versiones potencialmente atractivas de enzimas o proteínas codificadas por genes aislados.

Permite la evaluación de sus enzimas o proteínas recién marcadas. Incluso con AI, este proceso de descubrimiento y “excavación” será imposible sin la capacidad de confiscar células separadas. Esto se debe a que las técnicas comunes dependen de una tecnología de secuenciación de una década llamada ShotGenmomics, que a menudo pierde la población bacteriana de muestras complejas. Como resultado de la próxima tecnología de defectos, aún no hemos identificado más del 99% de las especies de bacterias que se encuentran en nuestro planeta.

Tecnología

Existen muchas aplicaciones potenciales para esta nueva invención enzimática, incluida la producción de adiciones de alimentos naturales y adiciones de alimentos naturales, mientras que Bitbium actualmente se está centrando en los enzios nuevos o avanzados, incluidos la biomanufacturación, el reciclaje de desechos o toxinas, el reciclaje duradero y plástico duradero, mientras que Bitbium actualmente se enfoca en nuevos o avanzados enjimes con su producción interna. Bitbium también proporciona sus empresas de secuencia de células individuales e investigadores académicos que buscan analizar la población microbiana a nivel de células individuales. Este tipo de investigación es importante, especialmente en el campo de la comprensión del microbioma, pero para la comprensión de la población microbiana compleja en el terreno, por ejemplo, en las raíces de los cultivos de cultivo. Durante mucho tiempo se ha entendido que las bacterias se comunican con negativas y positivas con su entorno, H. bacterias, lactobacillus, se sabe que ayudan a los gastroinarios involucrados en la úlcera gástrica de Pylori.

Asociación

Bitbium ya ha tenido éxito con varios socios, incluido Ajinomoto, Una empresa japonesa que ha estado proporcionando enzimas a la industria de procesamiento de alimentos durante décadas. Las tecnologías de enzimas alimentarias de Ajinomoto están contribuyendo a una mejor productividad alimentaria, reducción de costos y un uso más eficiente de las agencias alimentarias. La cooperación entre Bitbium y Ajinomoto se ha concentrado en el uso de la funcionalidad elegante y las aplicaciones con el uso de Bitbium para descubrir enzimas completamente nuevas con aplicaciones donde no hay suficiente solución hasta hoy.

Qué nuevas funciones y poderes se pueden descubrir y sería interesante ver cómo pueden ser empleados por la creciente economía orgánica.