Bhataramedia.com – Para peneliti di Cockrell School of Engineering di University of Texas di Austin telah menggunakan kombinasi teknik rekayasa metabolik dan evolusi terarah untuk mengembangkan strain ragi mutan baru. Temuan ini dapat menyebabkan proses produksi biofuel lebih efisien, sehingga akan membuat biofuel lebih kompetitif secara ekonomi dengan bahan bakar konvensional. Temuan mereka dipublikasikan secara online di jurnal Metabolic Engineering pada bulan Maret.
Di luar biofuel, strain ragi baru tersebut dapat digunakan di dalam produksi biokimia untuk memproduksi oleokimia, bahan kimia yang berasal dari lemak tumbuhan dan hewan, serta minyak bumi. Oleokimia biasa digunakan untuk membuat berbagai produk rumah tangga.
Hal Alper, profesor di McKetta Departemen Teknik Kimia dan timnya, telah merekayasa jenis sel ragi khusus (Yarrowia lipolytica) dan secara signifikan meningkatkan kemampuannya untuk mengkonversi gula sederhana menjadi minyak dan lemak (lipid), yang kemudian dapat digunakan sebagai bahan dasar pengganti produk yang berasal dari petroleum. Penemuan Alper ini sejalan dengan upaya US Department of Energy untuk mengembangkan biofuel terbarukan dan biaya yang kompetitif dari bahan biomassa non-pangan.
“Strain yang telah kami rekayasa berfungsi sebagai batu loncatan menuju produksi bahan bakar yang berkelanjutan dan terbarukan seperti biodiesel. Selain itu, pekerjaan ini memberikan kontribusi untuk tujuan keseluruhan mencapai kemandirian energi,” kata Alper.
Sebelumnya, tim Alper berhasil mengkombinasikan sel-sel ragi hasil rekayasa genetika dengan gula biasa untuk menghasilkan apa yang Alper gambarkan sebagai “versi terbarukan minyak mentah manis,” bentuk premium dari minyak bumi. Berdasarkan pendekatan ini, tim peneliti menggunakan kombinasi strategi teknik evolusi untuk menciptakan strain mutan baru dari Yarrowia, yang menghasilkan 1,6 kali lebih banyak lipid dibandingkan strain sebelumnya, di dalam waktu yang lebih singkat. Strain baru ini dapat mencapai tingkat produksi 40 gram per liter, konsentrasi yang dapat membuat sel-sel ragi menjadi platform yang layak di dalam produksi biofuel. Hasil lipid yang tinggi dari strain baru ini, menjadikannya salah satu organisme yang paling efisien untuk mengubah gula menjadi lipid. Selain itu, sel-sel ragi ini memproduksi lipid pada tingkat yang lebih dari 2,5 kali lebih cepat dibandingkan strain sebelumnya.
“Peningkatan yang signifikan ini memungkinkan sel-sel tersebut untuk bersaing di industri biofuel. Kami telah memfokuskan pada nilai-nilai konsentrasi yang mulai sejajar dengan yang ada di dalam proses bahan bakar industri lainnya,” kata Alper, seperti dilansir University of Texas at Austin (24/05/2015).
Alper dan timnya meningkatkan kinerja Yarrowia melalui kombinasi rekayasa metabolik dan evolusi terarah, yang menyerupai proses seleksi alami, Mereka berusaha untuk mengidentifikasi dan menumbuhkan sel berkinerja tinggi. Di dalam karya penelitian ini, para peneliti mengakui bahwa sel-sel dengan kadar lemak (lipid) tinggi akan mengapung ke atas tabung, sedangkan sel-sel dengan kadar lemak rendah akan mengendap ke bawah. Para peneliti menggunakan proses ini untuk mengidentifikasi sel dengan kinerja terbaik.
Para peneliti menggunakan sel-sel berkinerja tinggi tersebut (sel-sel yang menghasilkan lebih banyak lipid dan pada tingkat yang lebih cepat) untuk mendapatkan ragi dengan fungsi yang telah meningkat.
“Kami mampu menghasilkan strain baru tersebut melalui proses evolusi terarah, yang melibatkan mutasi dan seleksi. Pada setiap siklus kami mampu mendapatkan sesuatu yang lebih baik dan lebih baik,” kata Alper.
Selain menggunakan lipid untuk biofuel, platform berbasis sel mampu menghasilkan oleokimia, seperti asam lemak tak jenuh ganda, lilin, pelumas, minyak, pelarut industri, kosmetik dan jenis suplemen vitamin yang disebut nutraceutical.
Metode dan platform dari para peneliti ini sedang menunggu hak paten. Lab Alper terus bekerja pada cara-cara untuk meningkatkan bagaimana strain ragi mengubah gula menjadi lemak (li9pid) dan pada jenis produk dari lipid yang dapat dihasilkan.
Referensi :
Leqian Liu, Anny Pan, Caitlin Spofford, Nijia Zhou, Hal S. Alper. An evolutionary metabolic engineering approach for enhancing lipogenesis in Yarrowia lipolytica. Metabolic Engineering, 2015; 29: 36 DOI: 10.1016/j.ymben.2015.02.003.
