p Um grupo de pesquisa do KAIST desenvolveu cepas bacterianas capazes de produzir três carotenóides e quatro derivados de violaceína, completando as sete cores no espectro do arco-íris. A equipe de pesquisa integrou estratégias de engenharia metabólica de sistemas e engenharia de membrana para a produção de sete corantes arco-íris naturais em cepas de Escherichia coli projetadas. As estratégias também serão úteis para a produção eficiente de outros produtos naturais industrialmente importantes usados ​​na alimentação, farmacêutico, e indústrias cosméticas. p Os corantes são amplamente utilizados em nossas vidas e estão diretamente relacionados à saúde humana quando comemos aditivos alimentares e usamos cosméticos. Contudo, a maioria desses corantes é feita de petróleo, causando efeitos colaterais inesperados e problemas de saúde. Além disso, eles levantam questões ambientais, como poluição da água por tingimento de tecidos na indústria têxtil. Por estas razões, a demanda para a produção de corantes naturais a partir de microrganismos aumentou, mas não pôde ser prontamente realizado devido ao alto custo e baixo rendimento dos bioprocessos.

p Esses desafios inspiraram os engenheiros metabólicos da KAIST, incluindo os pesquisadores Dr. Dongsoo Yang e Dr. Seon Young Park, e o Distinto Professor Sang Yup Lee do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular. A equipe relatou o estudo intitulado "Produção de corantes arco-íris por Escherichia coli modificada metabolicamente" em Ciência Avançada online em 5 de maio. Ela foi selecionada como a capa da revista da edição de 7 de julho.

p Esta pesquisa relata pela primeira vez a produção de corantes arco-íris compreendendo três carotenóides e quatro derivados de violaceína de glicose ou glicerol por meio de engenharia metabólica de sistemas e engenharia de membrana. O grupo de pesquisa se concentrou na produção de corantes naturais hidrofóbicos úteis para alimentos lipofílicos e tinturaria de roupas. Primeiro, usando sistemas de engenharia metabólica, que é uma tecnologia integrada para projetar o metabolismo de um microrganismo, três carotenóides compreendendo astaxantina (vermelho), -caroteno (laranja), e zeaxantina (amarelo), e quatro derivados de violaceína compreendendo proviolaceína (verde), prodeoxiviolaceína (azul), violaceína (marinha), e desoxiviolaceína (púrpura) pode ser produzida. Assim, foi alcançada a produção de corantes naturais cobrindo todo o espectro do arco-íris.

p Quando os corantes hidrofóbicos são produzidos a partir de microorganismos, os corantes são acumulados dentro da célula. Como a capacidade de acumulação é limitada, os corantes hidrofóbicos não puderam ser produzidos com concentrações superiores ao limite. A respeito disso, os pesquisadores projetaram a morfologia celular e geraram vesículas de membrana interna (estruturas membranosas esféricas) para aumentar a capacidade intracelular de acumular os corantes naturais. Para promover ainda mais a produção, os pesquisadores geraram vesículas de membrana externa para secretar os corantes naturais, conseguindo assim produzir com eficiência todos os sete corantes arco-íris. Foi ainda mais impressionante que a produção de corantes naturais verdes e marinhos foi alcançada pela primeira vez.

p "A produção dos sete corantes naturais do arco-íris que podem substituir os atuais corantes sintéticos à base de petróleo foi alcançada pela primeira vez, "disse o Dr. Dongsoo Yang. Ele explicou que outro ponto importante da pesquisa é que as estratégias de engenharia metabólica integradas desenvolvidas a partir deste estudo podem ser geralmente aplicáveis ​​para a produção eficiente de outros produtos naturais úteis como produtos farmacêuticos ou nutracêuticos." uma sociedade em envelhecimento está se tornando cada vez mais importante, esperamos que a tecnologia e as estratégias desenvolvidas aqui desempenhem um papel fundamental na produção de outros produtos naturais valiosos de importância médica ou nutricional, "explicou o Distinto Professor Sang Yup Lee.