Норвежские исследователи недавно обнаружили микроорганизм с очень особыми свойствами – бактерии, обитающие во фьорде Тронхейма, с латинским названием Micrococcus luteus. Он обладает редким и востребованным медицинской наукой и косметической промышленностью чертой – пигментом, который может поглощать длинноволновое УФ-излучение (в диапазоне 350-475 нанометров).
Связь с раком
Длинноволновое УФ-излучение связано со многими формами рака кожи и злокачественной меланомой. В настоящее время на рынке нет солнцезащитных кремов, способных отфильтровать этот тип излучения.
Тем не менее, норвежская компания Promar AS получила патенты как на производство, так и на использование в будущих солнцезащитных средствах светофильтра, извлеченного из этой бактерии. Это было достигнуто с помощью исследователей SINTEF.
В SINTEF исследователи уже много лет работают с так называемой биоразведкой. Эта отрасль науки включает в себя исследование организмов в естественной среде, обладающих свойствами, полезными для промышленного применения, такими как жирные кислоты, антибиотики, ферменты и тому подобное.
Бактериальная библиотека в лаборатории
Фоном для этого проекта были мероприятия, проводившиеся в SINTEF и NTNU, с помощью которых мы собрали множество различных микроорганизмов с поверхности воды во фьорде Тронхейм. У этих организмов было одно общее. Они обладали множеством естественных светопоглощающих пигментов. «Вот почему они такие красочные», – говорит Трюгве Браутасет, руководитель проектов и исследований SINTEF.
Конечным результатом стала целая «библиотека» таких микроорганизмов.
Примерно в то же время норвежская компания Promar AS работала над идеей производства вещества, обладающего свойством, которого нет у солнцезащитных продуктов, представленных в настоящее время на рынке, – способностью отфильтровывать длинноволновое УФ-излучение.
Вот почему SINTEF и NTNU заключили контракт на поиск пигмента с этим признаком. Изучив сотни различных бактерий, исследователи обнаружили в библиотеке Mirococcus luteus."Все отметки отмечены.
Было обнаружено, что микроскопический организм размером не более 1-2 микрометров содержит определенный каротиноид, известный химикам-органикам как сарцинаксантин. Этот пигмент поглощает солнечный свет с той длиной волны, которую компания Promar хотела защитить от. При добавлении сарцинаксантина в солнцезащитный крем вредное солнечное излучение поглощается кремом еще до того, как оно достигнет кожи.
Однако коммерческое производство каротиноида потребовало сложной генной инженерии.
Производится бактериями
Во-первых, пигменты, продуцируемые бактериями, должны быть охарактеризованы с использованием различных химических методов, разработанных для идентификации желаемого каротиноида сарцинаксантина.
Впоследствии гены, используемые бактериями для синтеза сарцинаксантина, пришлось выделить. Наконец, исследовательской группе пришлось перенести все гены в бактерию-хозяин. Цель состояла в том, чтобы создать искусственную бактерию, способную производить сарцинаксантин достаточно эффективно, чтобы представлять коммерческий интерес.
«Примерно через два года интенсивной работы в SINTEF были готовы первые образцы этой бактерии», – говорит Браутасет. "Мы синтезировали бактерию, продуцирующую сарцинаксантин, которую можно культивировать.
Теперь мы проведем тесты, чтобы увидеть, сможем ли мы производить его в так называемых ферментерах (резервуарах для культивирования) в лаборатории. Это отличный метод для эффективного производства сарцинаксантина в объемах, достаточно больших, чтобы сделать возможным его промышленное применение », – говорит он.
Крупномасштабное производство
Управляющий директор Promar AS Аудун Гоксойр твердо уверен, что коммерческое производство вещества, недавно получившего название UVAblue, вполне возможно. И рынок встретит это с распростертыми объятиями. «Мы были во Франции, разговаривали со многими крупнейшими производителями косметики в мире», – говорит он. «Все, с кем мы говорили, были очень заинтересованы в использовании этого типа солнцезащитного фактора в своих продуктах», – говорит Гоксойр.
Одной из причин этого является то, что клетки, вызывающие злокачественные меланомы, расположены глубоко в коже. Когда мы загораем, в эти клетки проникает, прежде всего, длинноволновое УФ-излучение. Предотвращение проникновения этого излучения в кожу станет отличным способом предотвратить развитие этой смертельной формы рака. Он также действует как средство против морщин.
От дорогих к экономичным
Сейчас стоит задача наладить крупномасштабное коммерческое производство UVAblue.
Это означает, что цена товара должна быть снижена. «Мы продолжим работать над этим вместе с исследовательской группой в Тронхейме», – говорит Гоксойр. «Ключ к успеху будет заключаться в том, чтобы узнать, как мы можем получить достаточное количество высококачественной питательной среды для бактерий, производящих желаемый пигмент. Такие бактерии в настоящее время полагаются на источники питания, которые должны быть зарезервированы для потребления человеком, и как таковые не являются устойчивыми или коммерчески жизнеспособными в промышленных масштабах.
Но мы верим, что добьемся успеха », – говорит Гоксойр.