Rakuvabrikuid kasutatakse laialdaselt meditsiinis ja toidutööstuses vajalike biokemikaalide tootmiseks. Kuid biotehnoloogia võimaldab toota ka jätkusuutlikke materjale, mis aitab vähendada fossiilkütuste kasutamist. Taimsetel suhkrutel kasvav pärm on rakuvabrikuna üks tuntumaid ja olulisemaid, sest suudab toota mitmeid väärtuslikke ühendeid.

Õlisid ja pigmente (karotenoide) toodab pärm Rhodontorula toruloides rakkude sees, kus need ühendid tekivad loomulikult osana ainevahetuse protsessist. Hiljuti tuvastasid TalTechi teadlased viisi, kuidas pärm suudab toota aineid, kasulikke biopolümeere, väljaspool rakku.

Pärmi biotehnoloogilise potentsiaali uurimisel vaatlesid teadlased pärmirakkude käitumist stressitingimustes. Pärmirakkudes põhjustavad stressi keskkonnatingimuste muutused, näiteks happesuse ja soolsuse muutused, temperatuuri kõikumised ja toitainete nappus. Stressitingimustes kohaneb pärmi ainevahetus ning hakatakse tootma varuaineid või kaitsvaid ühendeid, mida tavatingimustes ei teki. Kunstlik stressitingimuste loomine aitab teadlastel pärmi ainevahetuse potentsiaali paremini mõista. 

Teadlased panid tähele, et soolastressi mõjul hakkasid R. toruloides’e rakud, mis tavaliselt ujuvad lahuses eraldi, teatud tingimustes moodustama kleepuvaid klompe. See viitas pärmi pinnastruktuuri muutumisele soolase keskkonna mõjul. Üks uuringu autoreid, vanemteadur Rahul Kumar lisab: „Proovisime katse käigus lisada ka lihtsaid soolasid nagu naatrium- või kaaliumkloriid ja meie üllatuseks andis see vastupidise tulemuse, hoopis takistades klompide teket. See andis meile põhjust arvata, et pärmi pinnal toimub mingi keerukam protsess“. Pärm reageeris soolasele keskkonnale aktiivselt, hakates tootma ja eritama pinna omadust muutvaid aineid. Selgus, et need ained on keerukad suhkrupõhised biopolümeerid – eksopolüsahhariidid (EPS). EPS-ühendid on suure tööstusliku potentsiaaliga ained, millel on geelivad ja kleepuvad omadused ja võime moodustada kaitsekihti. Kontrollitud katsetingimustes tootis pärm EPS-i märkimisväärses koguses, kuni 6 grammi liitri kohta. Uurimisrühm töötas välja meetodid pärmi toodetud biopolümeeride tuvastamiseks ja kirjeldamiseks ning selgitas bioinformaatika abil selle protsessi molekulaarse mehhanismi ja seda juhtivad geenid.

Lisaks leiti, et happeline keskkond soodustab EPS-i eritumist. Uurimisgrupi liige, doktorant-nooremteadur Henrique Hamacek selgitab: „Avastus keskkonna happesuse ja EPS-i tootmise seoste kohta oli meie jaoks väga põnev, kuna see näitab, et pärmi keskkonnatingimusi muutes saab mõjutada nende polümeeride tootmist.“ 

Rahul Kumari sõnul näitab see uurimus, et pärmil R. toruloides on suurem biotehnoloogiline potentsiaal, mis ei piirdu üksnes juba teada oleva õlide ja karotenoidide tootmisega. „See avab ukse uute jätkusuutlike mikroobipõhiste materjalide arendamisele. Seni on bioprotsesside kitsaskohaks on olnud raku sees toodetud ainete eraldamine. Meie töö näitab, et biotehnoloogia võimaldab kasutada pärmi ka teiste biomolekulide tootmiseks ja seda väljaspool rakku, mis omakorda suurendab pärmi väärtust rakuvabrikuna“.

Uurimuse tulemused avaldati ajakirjas Applied and Environmental Microbiology.