Kjemikere ved Emory University har gjort et viktig fremskritt i å utnytte muligheten av bakterier til å lage nye molekyler, og deres oppdagelse kan til slutt føre til etablering av naturlig koffeinfri kaffe planter.
Forskningen ved Emory kjemiker Justin Gallivan og graduate student Shawn Desai, er planlagt å vises i den 27 oktober utgaven av Journal of American Chemical Society .
Bakterier er kjempefint kjemikere, men de normalt syntetisere bare molekyler de trenger for sin egen overlevelse, sier Gallivan. Hans forskerteam er interessert i å gjøre bakterier syntetiserer molekyler som de ellers ikke ville gjøre på egenhånd, noe som resulterer i molekyler som kan en dag nytte mennesker. Den Emory teamet begrunnet at hvis en bakterie trenger en bestemt molekyl å overleve, har den et sterkt insentiv for å gjøre det, så målet var å gjøre bakterier avhengig av et molekyl som de normalt ikke ville trenge.
I deres første store gjennombrudd, har Emory forskerne kombinert livet av en bakterie til tilstedeværelsen av teofyllin, et stoff som brukes til å behandle astma, og er produsert ved nedbryting av koffein i både kaffe og te planter. En av grunnene til at kaffen har et høyt nivå av koffein er at i anlegget, er koffein syntetisert veldig raskt, men brytes ned til teofyllin veldig sakte.
"Vi vet at det er et enzym som bryter koffein ned til teofyllin, men vi vet ikke mye om det," sier Gallivan, en assisterende professor i kjemi. "Det vi vet er at det fungerer veldig sakte. Ideelt sett ønsker vi å fremskynde det opp litt slik at vi kunne lage kaffe planter som er lave i koffein. Det er der bakteriene kommer i. De trenger nå den nedbrytningsprodukt av enzymet (teofyllin) for overlevelse, men de kan ikke gjøre mye med koffein. "
Gallivan sier at ideen er å levere disse bakteriene med koffein, og gi hver bakterie et stykke av DNA fra kaffeplanter som kan kodes enzymet som gjør at bakterien å konvertere koffein til teofyllin den trenger for å overleve.
"På slutten av dagen, vil vi vite at alle de overlevende bakteriene har" lært "å konvertere koffein til teofyllin, og dermed har det enzymet som vi er interessert i. Vi kan da lære om enzymet og hvordan det fungerer , "Gallivan sier. "Vi håper å bruke en prosess kjent som" rettet evolution "for å hjelpe fremskynde enzymet å bryte ned koffein raskere. Siden bakterien behovet teofyllin for å overleve, de er partnere i hele prosessen." Til slutt kunne raskere enzymet bli introdusert i kaffeplanter å produsere koffeinfri kaffe, sier han.