Un gruppo di scienziati cinesi ha recentemente sviluppato un nuovo consorzio sintetico per un'efficiente co-utilizzazione di pentosio-esoso che potrebbe migliorare la bioproduzione. La conversione della biomassa in combustibili e sostanze chimiche di valore utilizzando i microbi è un argomento scottante nella bioproduzione. Però, l'inefficiente co-utilizzazione pentosio-esoso ha ostacolato il processo di conversione.

Il professor Li Yin e il suo team presso l'Istituto di microbiologia dell'Accademia cinese delle scienze (IMCAS) hanno proposto di utilizzare un consorzio a forma di Y per risolvere questo problema. Hanno preso il butanolo come prodotto target e hanno sviluppato un consorzio sintetico a forma di Y utilizzando ceppi di E. coli ingegnerizzati sistematicamente.

Il consorzio sintetico "a forma di Y" è composto da due ceppi ingegneristici derivati ​​dallo stesso ceppo originale. Le due "teste" separate rappresentano le vie metaboliche pentose ed estose, mentre il "corpo" unitario rappresenta la via sintetica del prodotto target.

Nella fermentazione discontinua di zuccheri misti, questo consorzio sintetico a forma di Y ha ottenuto una resa di ~21 g/L di butanolo. Questo rappresenta l'85% del valore teorico, la resa percentuale più alta mai registrata, secondo la squadra di Li.

Ulteriori analisi hanno dimostrato che l'utilizzo simultaneo efficiente di miscele di zuccheri con diversi rapporti pentoso/esoso e diverse condizioni di aerazione può essere ottenuto regolando la struttura iniziale del consorzio a forma di Y.

"Questo indica ulteriormente l'adattabilità e la stabilità del consorzio a forma di Y, che possono essere utilizzati nella produzione industriale, " disse Li.

Questo lavoro fornisce nuove informazioni sull'efficiente co-utilizzo di pentosio-estosio da parte di un microbioma sintetico. Pone anche le basi per ridurre ulteriormente i costi di produzione del biobutanolo.