Las bacterias alimenticias comunes pueden ser refusión para producir más vitaminas y «ayudar a cambiar la nutrición y la medicina».
Ha sido descubierto por científicos de la Universidad de Rice que revelaron cómo se llaman bacterias Listeria leche Regula la producción de precursores clave para la producción de vitamina K₂, que es importante para detener los factores de salud ósea, salud vascular y coagulación.
Las bacterias crean suficientes precursores para apoyar su crecimiento mientras evitan la acumulación tóxica.
«Los microorganismos que producen vitaminas pueden cambiar la nutrición y la medicina, pero primero debemos decodificar sus controles y equilibrios inherentes», dijo la profesora Caroline Ajo-Franklin, autora de documentos e investigadora de ciencias biológicas. «Nuestro trabajo muestra cómo L. leche Ajuste cuidadosamente la oferta de su suministro interno K₂ precursor para que podamos volver a conectarlo con precisión. «
Este método puede mejorar los suplementos y fortalecer los alimentos y hacer que las vitaminas sean más baratas y más ecológicas.
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Los investigadores dicen que los microorganismos diseñados que sobreproducen las vitaminas proporcionan alternativas más verdes y rentables para la síntesis química de animales y plantas o alternativas extraídas de animales y animales.
Sin embargo, las células bacterianas generalmente limitan su producción a niveles autosuficientes.
Al diseccionar el sistema de control del precursor de vitamina K₂ (también conocido como formate de cetona), los autores del estudio han determinado cómo la «disponibilidad del sustrato» y las «estructuras genéticas» se aplican a los techos de producción y cómo se pueden aumentar estos límites.
El enfoque del estudio fue en «compuestos intermedios inestables» que inducen todas las formas de vitamina K₂.
Ajo-Franklin cuenta Newsweek.
«Es especialmente peligroso para los recién nacidos que pueden experimentar hemorragia intracraneal. Como resultado, en los Estados Unidos, todos los bebés reciben fotografía de vitamina K₂ al nacer es la atención estándar en los Estados Unidos.
“La vitamina K insuficiente puede deberse al consumo insuficiente de alimentos fermentados (natto, chucrut, queso, etc.) y yemas de huevo, pescado graso o enfermedades/afecciones (productos animales que afectan la capacidad del cuerpo para absorber la vitamina K₂ en el intestino).
Agregó: «A menos que se complementa, una dieta vegetariana puede ser baja en K₂».
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Los investigadores utilizaron tres métodos estadísticos en el estudio, incluida la biosensación (un dispositivo que puede detectar materia biológica), ingeniería genética y modelado matemático.
Construyeron biosensores personalizados en diferentes bacterias para ayudar a detectar precursores, que son más sensibles que los métodos tradicionales y requieren equipos de laboratorio mínimos.
A continuación, utilizaron herramientas genéticas para alterar los niveles de enzimas en la vía biosintética. Al medir la salida precursora en diferentes condiciones, alimentan los resultados al modelo matemático de la vía. Al principio, el modelo asumió un suministro infinito de precursores, pero las predicciones no coincidían con los resultados del laboratorio.
«Una vez que permitimos agotar el sustrato inicial, la salida del modelo coincidió con nuestros datos experimentales», dijo Oleg Igoshin, autor de documentos y biólogo de sistemas informáticos.
«Es obvio que cuando el sustrato es más bajo, las células alcanzan el techo de producción natural».
Sin embargo, debido a que el material precursor se vuelve limitado, las enzimas de la vía sobreexpresadas no aumentan los rendimientos más allá del umbral. Los investigadores lo compararon con tratar de hornear más galletas con una bandeja adicional de hornear, pero no tenían suficiente harina.
Sin embargo, el orden de los genes codificados en enzimas en el ADN también afecta los niveles precursores. Descubrieron que reorganizar estos genes alteraba el grado intermedio de producción celular, lo que sugiere que no se ha entendido completamente otra capa de «regulación evolutiva».
«Al ajustar simultáneamente el suministro de sustrato, la expresión enzimática y la secuencia de genes, podemos empujar la producción por encima del techo natural», dijo el autor de papel y bioquímico Siliang Li en un comunicado.
Esto abre la puerta al proyecto L. leche Los investigadores dicen que o otras bacterias de grado alimenticio producen más vitamina K₂ en fórmulas probióticas.
L. leche«También es una bacteria probiótica, lo que significa que promueve un intestino sano. Se encuentra en una variedad de alimentos fermentados, especialmente queso y yogurt», explica Ajo-Franklin.
«Hemos descubierto cómo reprogramar células usando las enzimas naturales que producen para hacer más vitaminas K₂ producen más vitaminas. Descubrimos que las células controlan la producción de Vitamink₂ con mucho cuidado a través de dos mecanismos de control superpuestos. Con esta comprensión, ahora podemos predecir qué cambios requieren qué cambios a la cubierta de la cobertura.
«Los esfuerzos anteriores solo fueron parcialmente exitosos porque no entendieron estos dos puntos de control».
Ajo-Franklin agregó que puede reducir el costo de la producción actual de vitamina K₂. «Además, poder producir vitamina K₂ a través de bacterias le permite mantenerse alejado de las grandes instalaciones de fabricación donde sea que necesite, ya sea en el espacio o en algún lugar de la Tierra».
Si las bacterias en el intestino producen vitamina K₂, los investigadores dicen que la absorción puede ser más efectiva que las tabletas de vitaminas estándar.
Los investigadores dicen que el uso de vitamina C y B, que actualmente se fabrican utilizando microorganismos, pero los métodos similares también pueden hacerlos más altos en el contenido de estas vitaminas.
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referirse a
Li, S., Zhang, J., Ajo-Franklin, CM e Igoshin, OA (2025). Los beneficios de crecimiento y la toxicidad de la biosíntesis de quinol se equilibran a través de mecanismos reguladores duales y limitados por sustrato. correr. https://doi.org/10.1128/mbio.00887-25
