Il lievito disseminato di nanoparticelle che intrappolano la luce diventa molto più efficiente nella sintesi industriale di sostanze preziose.
Nell'industria moderna, innumerevoli linee di cellule di lievito vengono utilizzate per riempire enormi fermentatori e produrre le sostanze necessarie, di solito da semplici molecole di zucchero. La biosintesi non richiede alte temperature, pressioni e altre tecniche pericolose e costose spesso richieste per la sintesi chimica convenzionale. D'altra parte, una parte considerevole delle risorse destinate al bioreattore viene spesa in modo antieconomico per l'attività vitale del lievito stesso, e resta urgente il problema di aumentare l'efficienza della biosintesi.
Un nuovo approccio originale a questo problema è stato proposto dagli sviluppatori dell'Università di Harvard, il cui articolo è stato pubblicato sulla rivista Nature. Junling Guo ei suoi colleghi sono riusciti a rivestire le cellule fungine con nanoparticelle di fosfuro di indio: questo semiconduttore è in grado di catturare l'energia della radiazione solare e ridurre il consumo di risorse chimiche utilizzate per il metabolismo del lievito.
Il fatto è che moltissime reazioni biochimiche nelle cellule avvengono attraverso la mediazione del coenzima NADP. Viene ripristinato: assume un elettrone (ad esempio, nei cloroplasti delle piante durante la fonosintesi) e quindi lo rinuncia (ad esempio, durante la sintesi fotosintetica del glucosio). Le nanoparticelle semiconduttrici in realtà svolgono un processo simile: i fotoni eliminano gli elettroni da loro, che entrano nella cellula e stimolano il ripristino del NADP.
Una parte della nutrizione del lievito precedentemente spesa in questo compito può essere utilizzata per sintesi di valore industriale. Ciò è stato confermato dagli esperimenti condotti dagli autori in laboratorio: la produzione di acido shikimico (la base per ottenere il popolare agente antivirale Tamiflu) da parte di cellule che trasportano nanoparticelle semiconduttrici "batterie solari" sulla superficie si è rivelata tre volte più efficiente di quella del lievito comune.
Sergey Vasiliev
