Jānis Liepiņš ir LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta vadošais pētnieks. Viņš skaidro, ka baktērijas, iespējams, ir vieni no vienkāršākajiem organismiem, ko pazīstam. Vienlaikus tās spēj veikt tās pašas funkcijas, ko redzam lielajos organismos: elpo, uzņem barības vielas, aug, vairojas, izdala atkritumus. Taču baktērijām visas šīs funkcijas jāizdara vienas šūnas ietvaros, jo tie ir vienšūnas organismi. Baktērijām ir savi papildu pielāgojumi, lai to paveiktu, un viens no tiem ir mikronodalījumi.
“Un mūsu gadījumā mēs pievērsām uzmanību noteiktas baktērijas noteiktam kambarītim jeb mikronodalījumam,” stāsta Liepiņš.
Pētījumā izvēlētā baktērija ir Klebsiella pneumoniae, kas spēj cilvēkam izraisīt elpceļu saslimšanu. Vienlaikus tā parasti ir miermīlīga kuņģa zarnu trakta mikrofloras sastāvdaļa. Pētījuma mērķis bija izmantot šo baktēriju un tās mikronodalījumu, tur ielikt zinātniekus interesējošus enzīmus.
Liepiņš skaidro, kāpēc tas ir būtiski: “Ja ieliekat kādus enzīmus mikronodalījumos, tad tur parādās jaunas iespējas vai īpašības. Mēs tur gribējām ielikt sev interesējošu proteīnus, konkrēti – alkohola dehidregonāzi, jo to ir visvienkāršāk uzražot. Secinājām: ja jums būs noteiktā daudzumā vismaz viens pats svarīgākais enzīms šajā kambarī, tad izrādās, ka ap to sāk lipt pārējie enzīmi un jūs tur jau varēsiet tajā mājiņā ielikt, ja to samaisāt ar galveno enzīmu. Mūsu mikronodalījumam pats svarīgākais izrādījās holīna liāze – tas enzīms, kam patiesībā šis namiņš ir evolucionāri piemērots.”
Par šo konkrēto mikronodalījumu līdz šim nebija zināms. Tas savukārt var radīt jaunas inovācijas.
“Jo tagad ir skaidrs, kas jādara, lai šo mikronodalījumu izmantotu saviem mērķiem. Piemēram, ja jūs gribat ražot antibiotikas, tad nenovēršami būs jātiek galā ar to, ka vienlaikus izaug kaut kāda daļa biomasas. Tad antibiotiku ražošanas proteīnus ieslēdzot šajā namiņā, jūs varētu tikt vaļa no šī blakusprodukta. Jums ir mikroreaktors, kas ražo tikai to, ko jūs vēlaties,” stāsta Liepiņš.
Tas nozīmē, ka varat izdomāt vērtīgu produktu – antibiotikas, gaistošas vai negaistošas vielas – un ražot to ar šiem mikronodalījumiem.
Turklāt izrādās – mikronodalījumā esošie proteīni ir aizsargāti pret vides apstākļiem – izžūšanu, karstumu, augstu sāļu koncentrāciju. Tātad to varētu izmantot kā stratēģiju, lai kaut ko iepakotu un pārvadātu lietas, piemēram, no Eiropas uz Āfriku. “Mēs gan šīs lietas neesam testējuši, bet teorētiski varētu izmantot kā iefasēšanas sistēmu,” norāda Liepiņš.
Tātad projekts ir novedis pie jaunu zināšanu radīšanas, kuras tālāk var izmantot patentiem. Bet pētnieku mērķis bija tieši jaunu zināšanu radīšana ar zinātnisko publikāciju.
Zinātniskais projekts tapis ar Latvijas Universitātes fonda mecenāta "Mikrotīkls" atbalstu.
