暨南大學(xué)李宏業(yè)課題組發(fā)表脂類代謝最新研究成果

激光共聚焦顯微鏡下成像。A) 工程藻細(xì)胞; B) 野生藻細(xì)胞。

2016年6月23日,國際代謝工程領(lǐng)域頂級研究期刊《Metabolic Engineering》在線發(fā)表了暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院李宏業(yè)教授發(fā)表的微藻脂類物質(zhì)代謝研究成果,李宏業(yè)教授為通訊作者。

激光共聚焦顯微鏡下成像。A) 工程藻細(xì)胞; B) 野生藻細(xì)胞。
激光共聚焦顯微鏡下成像。A) 工程藻細(xì)胞; B) 野生藻細(xì)胞。

微藻的脂類物質(zhì)含量及組成直接影響著微藻在水產(chǎn)、營養(yǎng)保健、生物能源等領(lǐng)域的應(yīng)用,是微藻資源高值化利用中的重要評價(jià)指標(biāo)。由于藻類獨(dú)特的生存環(huán)境造成其代謝途徑及代謝物成分與陸生生物有很大不同,基因組情況復(fù)雜,研究困難。對微藻脂類合成的調(diào)控機(jī)制的認(rèn)知不足,使得微藻藻株改良研究的進(jìn)展緩慢。

生科院李宏業(yè)教授課題組圍繞微藻脂類物質(zhì)合成與累積開展了研究,在IF:8.2)發(fā)表論文,報(bào)道了產(chǎn)油微藻代謝工程調(diào)控的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。課題組構(gòu)建了典型產(chǎn)油微藻三角褐指藻的遺傳轉(zhuǎn)化體系,對其脂質(zhì)代謝網(wǎng)絡(luò)潛在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了挖掘,發(fā)現(xiàn)了一種新型的定位于線粒體的蘋果酸脫氫酶,具有很強(qiáng)的促NADPH生成的作用,可提供胞內(nèi)豐富的還原力,促進(jìn)脂肪酸的合成?;谶@一發(fā)現(xiàn),成功獲得顯著上調(diào)表達(dá)該酶的工程藻株,工程藻株的生長速率與野生型藻類似,而藻細(xì)胞顯著增大,中性脂含量提高達(dá)2.5倍,從干重的23.3%提高到突破性的57%。工程藻株在保持高生物量的同時(shí),獲得了高脂質(zhì)含量,綜合性狀優(yōu)于已報(bào)道的產(chǎn)油微藻。研究結(jié)果也表明了微藻的脂質(zhì)累積具有其獨(dú)特的機(jī)制,豐富了對脂類代謝的認(rèn)知。研究成果得到了國內(nèi)外同行的高度關(guān)注,文章發(fā)表后被scienceDirect評為當(dāng)季下載量最多文章之一“The most downloaded articles from ScienceDirect in the last 90 days”。

原文鏈接:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717614001244

genetic improvement of the microalga Phaeodactylum tricornutum for boosting neutral lipid accumulation

原文摘要:

To obtain fast growing oil-rich microalgal strains has been urgently demanded for microalgal biofuel. Malic enzyme (ME), which is involved in pyruvate metabolism and carbon fixation, was first characterized in microalgae here. Overexpression of Phaeodactylum tricornutumME (PtME) significantly enhanced the expression of PtME and its enzymatic activity in transgenic P. tricornutum. The total lipid content in transgenic cells markedly increased by 2.5-fold and reached a record 57.8% of dry cell weight with a similar growth rate to wild type, thus keeping a high biomass. The neutral lipid content was further increased by 31% under nitrogen-deprivation treatment, still 66% higher than that of wild type. Transgenic microalgae cells exhibited obvious morphological changes, as the cells were shorter and thicker and contained larger oil bodies. Immuno-electron microscopy targeted PtME to the mitochondrion. This study markedly increased the oil content in microalgae, suggesting a new route for developing ideal microalgal strains for industrial biodiesel production.

Related Posts

Read More

?微藻是土壤重金屬污染的“綠色克星”與小麥生長的秘密盟友

微藻作為土壤重金屬污染的“綠色克星”與小麥生長的秘密盟友,正逐漸成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。在“鎘大米”等新聞引發(fā)公眾對食品安全和土壤污染問題的廣泛關(guān)注后,科學(xué)家們將目光投向了微藻這一古老而微小的生命體。微藻不僅能夠有效吸附和鈍化重金屬,還能通過固氮、釋放磷、分泌有機(jī)質(zhì)等方式,為作物提供豐富的養(yǎng)分,從而提升土壤肥力和作物產(chǎn)量。…

Read More

?雨生紅球藻非運(yùn)動(dòng)細(xì)胞萌發(fā)與休眠轉(zhuǎn)換機(jī)制及氮素的調(diào)控作用 ??

?雨生紅球藻非運(yùn)動(dòng)細(xì)胞萌發(fā)與休眠轉(zhuǎn)換機(jī)制及氮素的調(diào)控作用 ??雨生紅球藻作為天然蝦青素的重要來源,因其合成的蝦青素具有超強(qiáng)抗氧化活性而具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而,其生長緩慢、培養(yǎng)周期長等問題制約了規(guī)?;a(chǎn)。調(diào)控紅色非運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的萌發(fā)是提升培養(yǎng)效率的關(guān)鍵策略,但該過程的代謝適應(yīng)機(jī)制尚未完全明確。本文基于現(xiàn)有研究,系統(tǒng)探討雨生紅球藻非運(yùn)動(dòng)細(xì)胞與運(yùn)動(dòng)細(xì)胞之間休眠-萌發(fā)轉(zhuǎn)換的機(jī)制,重點(diǎn)剖析氮素在這一轉(zhuǎn)換過程中的核心調(diào)控作用,旨在為雨生紅球藻的高效培養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論參考。…

來自寶島臺(tái)灣的喜訊,開物生醫(yī)施總團(tuán)隊(duì)實(shí)施的工廠廢氣養(yǎng)藻系統(tǒng)方案取得巨大成功,5天收一次都來不及,3天OD到21,每次清洗好幾次,都是濃濃的藻。 Read More

小球藻培養(yǎng)基:大規(guī)模培養(yǎng)的關(guān)鍵與優(yōu)化 —— 從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的核心要素

在小球藻的大規(guī)模培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基起著舉足輕重的作用。培養(yǎng)基猶如小球藻生長的 “土壤”,為其提供了生長、繁殖和代謝所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)和適宜環(huán)境。合適的培養(yǎng)基配方不僅能夠促進(jìn)小球藻的快速生長,提高生物量和產(chǎn)量,還能對小球藻的細(xì)胞組成和代謝產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控,滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的特定需求。例如,在食品和飼料行業(yè),我們希望通過優(yōu)化培養(yǎng)基,提高小球藻的蛋白質(zhì)含量;而在生物能源領(lǐng)域,則需要誘導(dǎo)小球藻積累更多的油脂,用于生產(chǎn)生物柴油。…