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Los investigadores han descubierto algunos de los secretos de cómo las células generan y utilizan energía. Un nuevo estudio ha revelado que es posible evocar un cambio en el metabolismo de la fermentación a la respiración deE. coli y levadura de panadería jugando con las condiciones de fermentación.
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Más ATP
Lo que esto significa es que las células pueden ser empujadas a producir más energía interna, lo que conduce a mejores fábricas de células. "Esta información se puede utilizar para diseñar fábricas de células nuevas y mejoradas", dijo el autor correspondiente, profesor de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, y director científico del Centro de Biosostenibilidad de la Fundación Novo Nordisk en DTU en Dinamarca, Jens Nielsen.
Las células utilizan la glucosa del azúcar para producir constantemente moléculas de alta energía llamadas ATP. Los ATP sirven como el "alimento" celular consumido por las enzimas dentro de las células para construir biomasa o realizar otro trabajo celular.
Como tal, cuanto más ATP se pueda generar, mejor funcionarán las enzimas. Los investigadores descubrieron que el ATP se puede generar por cualquiera de dos vías.
La primera es una vía respiratoria de alto rendimiento que produce 23,5 ATP por molécula de glucosa. La segunda es una vía fermentativa de bajo rendimiento de solo 11 ATP por molécula de glucosa.
Los investigadores encontraron más evidencia de que las dos vías se complementan entre sí. Sin embargo, pudieron cambiar el equilibrio natural entre los dos cambiando las condiciones de fermentación y la cantidad de azúcar y proteína disponibles.
Los investigadores revelaron además que hacer que algunas enzimas clave funcionaran mejor significaba que las células cambiaban de un metabolismo fermentativo de bajo rendimiento a respirar a través del metabolismo respiratorio de alto rendimiento.
Evitando la acumulación de subproductos fermentativos
Se descubrió que este cambio produce más ATP intracelular al tiempo que evita la acumulación de subproductos fermentativos; acetato enE. coli y etanol en levadura de panadería. "Estos subproductos no son deseados y disminuyen el rendimiento de las moléculas buscadas que desea producir en su fábrica de células", dijo Nielsen.
En última instancia, lo que descubrieron los investigadores fue que las células que se desempeñaban mejor en realidad usaban ambas vías. Además, revelaron que cuantas más proteínas estaban disponibles, más eficiente era una vía.
En conclusión, para que las células funcionen mejor en las fermentaciones, es mejor asignar más proteínas a la vía de alto rendimiento.
La investigación ha sido publicada enprocedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
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