Сонцезахисний крем можуть виготовляти з кишкової палички

Сонцезахисний крем є критично важливим для здоров’я шкіри, проте його використання часто супроводжується незручностями: деякі засоби залишають відчуття жирності, інші втрачають ефективність вже за дві години, а пошук ідеального продукту перетворюється на складне завдання. Крім того, певні хімічні компоненти сучасних кремів забруднюють коралові рифи, що змушує вчених шукати екологічні альтернативи в дикій природі. Одним із таких рішень може стати пилок, проте існує ще менше джерело — бактерії. Бактерія Escherichia coli, відома як кишкова паличка, може допомогти у виробництві сполуки, яка ефективно блокує шкідливе ультрафіолетове (УФ) випромінювання. Результати відповідного дослідження опубліковані в журналі Trends in Biotechnology. ¹ ²

Щоб виживати під безперервним сонячним випромінюванням у відкритому океані, деякі види риб здатні самостійно виробляти природний сонцезахисний засіб. Йдеться про рідкісну молекулярну сполуку під назвою гадузол (gadusol), яка забезпечує УФ-захист і міститься в ікрі кількох видів риб. Однак у природі вона зустрічається вкрай рідко, а її екстракція з природних джерел є неефективною, складною та неекологічною.

З огляду на це, науковці поставили собі за мету знайти масштабований і «зелений» спосіб отримання цієї речовини. Замість вилучення сполуки з риб, дослідники з Цзяннаньського університету в Китаї вирішили перетворити мікроорганізми на мініатюрні хімічні фабрики.

Генетична модифікація E. coli

Група вчених, серед яких біохімік Пінг Чжан (Ping Zhang), відтворила метаболічний шлях синтезу гадузолу, який зазвичай функціонує в організмі акваріумної рибки даніо-реріо (zebrafish), всередині бактерії E. coli. Після цього дослідники скоригували генетичний код бактерії та оптимізували умови її вирощування.

Такі маніпуляції дозволили збільшити вихід гадузолу майже в 93 рази: з початкових 45,2 міліграма на літр до 4,2 грама на літр. Отримана в лабораторних умовах сполука вже продемонструвала обнадійливі результати під час перших тестів на захист від ультрафіолетового випромінювання. За словами авторів роботи, досягнення такого рівня продуктивності свідчить про реальну можливість задовольнити майбутній попит на натуральні сонцезахисні інгредієнти за допомогою мікробного синтезу.

Подвійна дія

Під час експериментів з’ясувалося, що гадузол здатен виконувати не лише функцію бар’єра для сонячних променів. Сполука виявила антиоксидантну активність, яку можна порівняти з дією вітаміну C. Це означає, що гадузол допомагає нейтралізувати вільні радикали — нестабільні молекули, які утворюються внаслідок надмірного впливу сонця і пошкоджують клітини шкіри.

Ця антиоксидантна властивість також допомогла вченим розробити новий метод експрес-тестування бактеріальних штамів. Дослідники створили кольоровий маркер: коли гадузол нейтралізує вільні радикали, хімічний індикатор змінює свій колір з фіолетового на жовтий. Це дозволяє візуально та швидко визначати, які саме штами бактерій виробляють найбільшу кількість захисної сполуки. Біоінженер та співавтор дослідження Руіруі Сюй (Ruirui Xu) підкреслив, що такий підхід є значно зручнішим, ефективнішим та економічно вигіднішим, ніж традиційний хімічний аналіз.

Перспективи та обмеження

Поєднання УФ-захисту та антиоксидантних властивостей робить гадузол привабливим компонентом для сонцезахисних засобів майбутнього, проте безпосередньо на ринку він з’явиться не одразу. На поточному етапі автори дослідження ще не проводили прямих порівняльних тестів гадузолу з наявними комерційними УФ-фільтрами. Крім того, попереду залишаються оцінка довгострокової безпеки речовини, масштабування виробництва до промислових обсягів та отримання дозволів від регуляторних органів.

Попри це, автори розробки розглядають отримані результати як надійну стартову точку для практичного застосування сполуки. З урахуванням поточного стану технологій, перші комерційні продукти з вмістом гадузолу можуть з’явитися у продажу вже протягом найближчих двох років. Науковці сподіваються, що цей успіх стимулюватиме розробників відмовлятися від традиційних методів екстракції на користь мікробних клітинних фабрик, які є більш екологічним та сталим способом перенесення лабораторних відкриттів у реальне життя.

Читайте також: 10 смертельно небезпечних б’юті-хаків минулих епох