研究展现家产微藻应激产油的卵白质组动态纪律

 
 
研究展现家产微藻应激产油的卵白质组动态纪律  
为微藻产油家产化提高产量  

差异阶段TAG合成的碳来历及主要代谢途径的活性变革

能源是敦促人类进化的重要物质，抉择着人类将来的走向。面临能源短缺和情况污染两大严峻问题，寻找可再生且对情况友好的新型能源迫在眉睫。微藻就是当前聚焦的一种新能源。

微拟球藻，一种单细胞藻类，遍及漫衍于海水、淡水和微咸水，其在缺氮胁迫下能大量合成油脂，这一应激回响是微藻能源的科学基本之一。克日，中科院青岛生物能源与进程研究所（以下简称青岛能源所）单细胞中心针对微拟球藻，构筑了缺氮胁迫下卵白质组动态模子，展现了该应激进程的三个生理阶段，为油脂代谢工程提供了新的视角。该成就颁发于《生物燃料技能》。

构筑微拟球藻卵白质组动态模子

人类对能源的操作，始于钻木取火，星星之火点燃了璀璨的人类文明。

据该成就研究人员、该所单细胞中心游武欣先容，微拟球藻可以或许在某些情况条件下以甘油三酯（TAG）的形式储存所牢靠的太阳能与二氧化碳，具有发展迅速、甘油三酯含量高、富含多不饱和脂肪酸（PUFAs）等利益。

另外，微拟球藻还具有淘汰二氧化碳等温室气体排放的本领，是生物燃料和生物质料的重要来历，在家产烟道气处理惩罚和绿色能源方面有着辽阔的应用前景。同时，微拟球藻基因组较小且为单倍体，便于举办遗传操纵；因此，微拟球藻渐已成为真核微藻合成生物学研究的模式生物。

家产产油微藻在氮胁迫下的油脂积聚进程，一直受到学界与家产界的密切存眷。近十年来，已有数千篇相关文献颁发于海表里专业期刊；且诸多研究已取得了长足进步。

记者相识到，单细胞中心团队已藉由过表达甘油三酯合成酶的方法实现了对微拟球藻油脂组分的定制，过表达RuBisCO提高了生物质积聚。韩国科学家藉由过表达转录因子，将微拟球藻的脂质产量提高了30%-50%。美国科学家则通过低落另一种转录因子的表达使脂质产量增加了一倍。

此前，单细胞中心已在转录组和代谢物组的基本上构建了其机制模子，然而，转录组层面和代谢物组层面的尝试数据存在着重要差别，无法完全用基因表到达代谢调控之间的延迟表明。这是由于从转录到代谢物变革的进程中仍受到卵白质层面的调控浸染。现有的研究凡是仅涉及一种调控程度：即单个基因的过表达或敲低。实际上，今朝无论是对付微拟球藻，照旧对付一般的含油微藻，对其卵白质程度上的代谢网络调控机制都知之甚少。

针对这一问题，青岛能源所单细胞中心游武欣和魏力教育的中德连系研究小组，颁发了微拟球藻缺氮胁迫下时间系列的卵白质组数据，团结相对应的转录组与代谢组数据，应用最新的统计阐明要领，较为全面地展现了细胞在缺氮胁迫下合成甘油三酯的进程特征。

研究人员发明，该进程可以分为三个阶段。第一个阶段是缺氮初期，此时细胞感觉到了外界情况中氮元素的缺乏，但由于细胞内尚有必然量的氮储蓄，其代谢进程的变革不明明。第二个阶段是缺氮中期，这一阶段细胞生存的氮已大抵耗损完，需要通过卵白质降解等方法来接纳氨基酸中的氮，以维持细胞要害代谢进程的运转，同年华合浸染与脂质代谢等进程也受到了差异水平的影响。第三个阶段为缺氮后期，细胞进一步提高卵白质降解的速率，而三羧酸轮回与油脂合成的速率大幅上调，光合浸染速率虽有所下降但仍在事情。