Przy Uniwersytecie Warszawskim rozpoczęła działalność nowa biotechnologiczna spółka spin-off, Biotemist. Będzie oferować substancje pochodzenia naturalnego, wytwarzane przez wyizolowane szczepy bakterii antarktycznych: unikatowy związek z grupy melanin, naturalne karotenoidy i inne produkty metaboliczne. Mają one znaleźć szerokie zastosowania m.in. w kosmetologii oraz w rolnictwie.
Michał Styczyński z Wydziału Biologii UW, założyciel i prezes Biotemist, od 2017 r. prowadzi badania nad zimnolubnymi bakteriami ekstremalnymi, występującymi w środowisku naturalnym w rejonie Antarktyki. To część szerszych prac badawczych prowadzonych w Instytucie Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej na UW.
„Antarktyka jest jednym z najbardziej ekstremalnych regionów na Ziemi. Charakteryzuje się ona bardzo niskimi temperaturami, dochodzącymi do -90 °C, wysoką ekspozycją na promieniowanie UV, niską dostępnością substancji odżywczych, a także obecnością silnie zasolonych zbiorników wodnych. Organizmy występujące w tak skrajnych warunkach musiały wykształcić szereg cech adaptacyjnych umożliwiających im przeżycie. Zimnolubne bakterie, określane jako psychrofile lub psychrotoleranty, wytwarzają m.in. specyficzne metabolity wtórne, takie jak barwniki ochronne, dzięki którym mogą optymalnie funkcjonować w polarnym środowisku. Wytwarzane przez bakterie karotenoidy, ze względu na swoją specyficzną, wielonienasyconą strukturę i wynikające z niej właściwości przeciwutleniające, są kluczowymi związkami zapobiegającymi szkodliwemu działaniu promieniowania UV. Ponadto, w stale zimnych środowiskach, takich jak Antarktyda, karotenoidy odgrywają istotną rolę w kontrolowaniu płynności błon i chronią komórki bakteryjne przed uszkodzeniem na skutek zamarzania.” – wyjaśnia Michał Styczyński.
Spis treści:
Kremy z filtrem UV nowej generacji – bez negatywnego wpływu na koralowce
Naukowiec odkrył, że badane przez niego bakterie pod wpływem odpowiedniego stresu środowiskowego wytwarzają także substancję z grupy melanin. To właśnie pozyskiwanie barwników ochronnych bakterii będzie głównym zadaniem spółki. Dlaczego? Ponieważ rynek kosmetyczny poszukuje substancji pochodzenia naturalnego, mających właściwości ochronne przed promieniowaniem UV. Badania naukowe wykazały, że składniki chemiczne wykorzystywane w masowej produkcji kremów i balsamów z filtrem UV mają katastrofalny wpływ na koralowce, przyczyniając się do ich obumierania (m.in. oksybenzon zaburza gospodarkę hormonalną parzydełkowców w sposób uniemożliwiający ich rozmnażanie). Jednym z rozwiązań tego poważnego problemu jest zastąpienie szkodliwych substancji analogicznymi produktami pochodzenia naturalnego, które wykazują skuteczną ochronę przed promieniowaniem UV.
Bezcenny składnik kremów do opalania oraz produktów do pielęgnacji skóry
Oprócz substancji z grupy melanin, bakterie antarktyczne produkują także karotenoidy wykazujące silne właściwości przeciwutleniające. Dlaczego karotenoidy naturalne są ważne dla przemysłu kosmetycznego? „Substancje te mają zdolność wychwytywania wolnych rodników. Dlatego są one istotnym składnikiem preparatów kosmetycznych, których zadaniem jest pielęgnacja skóry i przeciwdziałanie jej starzeniu. Na rynku obowiązują jednak ścisłe normy i restrykcje, które definiują zawartość zanieczyszczeń pochodzących z syntezy chemicznej. Naszym celem jest więc udostępnienie na dużą skalę substancji pochodzenia naturalnego” – wyjaśnia Michał Styczyński.
Brak ograniczeń w produkcji masowej wielką szansą na sukces rynkowy
Antarktyczne szczepy bakterii można hodować w warunkach laboratoryjnych, a następnie pozyskiwać z nich cenne produkty metaboliczne. „Procesy hodowli i namnażania tego rodzaju bakterii ekstremalnych są stosunkowo proste ze względu na ich niższe wymagania temperaturowe i nierzadko pokarmowe. Nie ma też żadnych większych przeszkód natury technologicznej, by tą drogą pozyskiwać naturalne substancje na skalę przemysłową. Ponieważ rynek obecnie tego rodzaju substancji pochodzenia naturalnego pilnie poszukuje, uważam, że przy odpowiednim zarządzaniu Biotemist ma przed sobą wspaniałą przyszłość i może stosunkowo szybko stać się mocnym graczem rynkowym” – ocenia dr Robert Dwiliński, Dyrektor Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii UW.
Inne cenne właściwości bakterii antarktycznych
Wyniki prowadzonych w ubiegłych latach badań potwierdzają, że bakterie z rejonu Antarktydy mogą pełnić ważną funkcję w rolnictwie, a konkretniej w procesach wzrostu roślin. Mogą zwiększać dostępność mikroskładników, jak również usprawniać rozkład znajdujących się w glebie związków oleistych, takich jak substancje ropopochodne, oleje syntetyczne czy roślinne. Tego rodzaju silne właściwości mają także szczepy bakterii antarktycznych badane przez Michała Styczyńskiego. „Bakterie wytwarzają liczne metabolity wtórne, które mogą poprawiać wzrost roślin. W praktyce można więc wykorzystać szczepy bakterii do zwiększania jakości i biomasy roślin uprawnych, chronić je przed chorobami, a także redukować ilość stosowanych nawozów chemicznych. Chciałbym, aby Biotemist rozwijał swoje kompetencje także w tych kierunkach” – podsumowuje Michał Styczyński.
