Um grupo de pesquisa KAIST desenhou cepas bacterianas capazes de produzir três carotenóides e quatro derivados da violaceína, completando as sete cores do espectro do arco-íris. A equipe de pesquisa integrou estratégias de engenharia de sistemas metabólicos e de engenharia de membrana para a produção de sete corantes arco-íris naturais em cepas de Escherichia coli geneticamente modificadas. As estratégias também serão úteis para a produção eficiente de outros produtos naturais de importância industrial utilizados nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética.
Os corantes são muito usados em nossas vidas e estão diretamente relacionados à saúde humana quando ingerimos aditivos alimentares e usamos cosméticos. No entanto, a maioria desses corantes é feita de derivados de petróleo, o que causa efeitos colaterais inesperados e problemas de saúde. Além disso, levantam questões ambientais, como a poluição da água por tingimento de tecidos na indústria têxtil. Por esses motivos, a demanda pela produção de corantes naturais a partir de microrganismos tem aumentado, mas não pode ser facilmente massificada devido ao alto custo e baixo desempenho dos bioprocessos.
Esses desafios inspiraram os engenheiros metabólicos do 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 publicou o estudo em Ciência Avançada em 5 de maio. Ela foi escolhida como capa da revista da edição de 7 de julho.
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 de sistemas metabólicos e engenharia de membrana. O grupo de pesquisa se concentrou na produção de corantes hidrofóbicos naturais úteis para alimentos lipofílicos e tingimento de roupas.
Primeiro, usando a engenharia de sistemas metabólicos, que é uma tecnologia integrada para a engenharia do metabolismo de um microrganismo, três carotenóides compreendendo astaxantina (vermelho), beta-caroteno (laranja) e zeaxantina (amarelo) e quatro derivados de violaceína compreendendo proviolaceina (verde), prodeoxiviolaceína (azul), violaceína (azul marinho) e desoxiviolaceína (roxo) podem ser produzidos. Desta forma, foi alcançada a produção de corantes naturais que cobrem todo o espectro do arco-íris.
