绿藻基因组的测序提供了推进清洁能源生物产品的蓝图

植物生物学家对特别有希望的绿藻种类的基因组进行了测序,为生产可持续生物燃料,抗氧化剂和其他有价值的生物产品的新发现提供了蓝图。

绿藻基因组的测序提供了推进清洁能源生物产品的蓝图

 

研究人员将Chromochloris zofingiensis作为一种单细胞绿藻,作为生物燃料生产中最佳脂质生产商之一,已引起商业兴趣。

 

由能源部(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员与加州大学洛杉矶分校合作领导的科学家团队最近在“美国国家科学院院刊”上发表了他们的研究成果。

 

这项工作是由霍华德休斯医学研究所的教师科学家和研究员Krishna Niyogi在伯克利实验室构思和开发的。

 

“该基因组将成为开发可再生和可持续微藻生物燃料以促进清洁能源和更清洁环境的重要资源,”研究的主要作者,Niyogi实验室的博士后研究员Melissa Roth说。“藻类吸收二氧化碳,并且通过光合作用固有太阳能,但是C. zofingiensis的另一个好处是它可以在非耕地和废水中种植。”

 

Niyogi还指出,C。zofingiensis是虾青素的天然来源,虾青素是一种源自膳食藻类的抗氧化剂,可使鲑鱼呈现粉红色。在藻类中,虾青素被认为可以提供免受氧化应激的保护。

 

“这种海藻有潜力作为保健品,”Niyogi说,他也是加州大学伯克利分校的植物和微生物生物学教授。“目前正在进行研究,以确定虾青素的抗炎特性是否有益于治疗癌症,心血管疾病,神经退行性疾病,糖尿病和其他人类健康问题。”

 

为了深入研究细胞,研究人员依靠国家X射线断层扫描中心(NCXT),这是一个位于实验室高级光源的伯克利实验室 – UCSF联合项目。使用软X射线断层扫描技术,这种技术可与计算机断层扫描相媲美,科学家对藻类基因组的部分进行成像,然后重建,以生成三维视图。捕获细胞分成两个,四个甚至十六个子细胞。

 

“结合多种测序技术,我们能够产生基因组的染色体水平组装,这是一种非常高水平的藻类结构,与模式生物相似。事实上,C。zofingiensis的质量基因组可以媲美模型绿藻Chlamydomonas reinhardtii,这是大约十年前的第一次测序,“罗斯说。

 

藻类含有大约15,000个基因。

Related Posts

Infographic of a circular biosynthetic pathway centered on a golden crystal, with six steps: 微藻培养, 菌株优化, 岩藻黄质提取, 健康与化妆品应用, 代谢工程, 生物合成通路. Read More

深挖藻源活性物质!岩藻黄质合成研究赋能微藻高值产业化

伴随着大健康产业、美妆原料市场不断扩容,源自海藻的天然活性物质已经成为生物原料赛道的研究热点,岩藻黄质作为藻类独有的功能性类胡萝卜素,凭借抗氧化、修护等多重生物活性,广泛应用于膳食营养补充剂、护肤彩妆、保健食品等多个领域,市场需求量持续上涨,天然藻源原料的规模化生产也成为行业急需攻克的难题。 现如今代谢工程技术日渐成熟,科研人员依靠通路酶过量表达、上调合成前体供给等改造手段,已经初步提升微藻内部岩 […]…

Infographic of a lime cross-section with green arrows pointing to six labeled boxes in Chinese: 微藻 CCM, Rubisco酶, CO2富集, 相分离凝聚, 叶绿体改造, 固碳效率提升. Read More

复刻微藻 CCM 机制,相分离改造提升光合固碳效率

Rubisco 作为自然界储量最高的蛋白酶,是整个生物圈碳固定反应的核心载体,却受限于催化周转速率偏低、无法精准识别二氧化碳与氧气分子的先天缺陷,直接造成光合固碳效率大打折扣,成为长久以来束缚陆生作物光合产能提升、制约微藻固碳系统移植应用的关键卡点。自然界中的藻类、蓝藻等浮游生物经过长期演化,形成了完善的二氧化碳浓缩机制也就是 CCM 系统,依托羧酶体、蛋白核这类特殊细胞器结构包裹富集 Rubis […]…

解构超强抗光 PSII 结构,破译超速生长绿藻极端强光耐受机制

强光辐射极易造成光系统 II 结构破损与光合系统氧化损伤,是户外开放式光生物反应器培养、露天盐碱滩藻体规模化培植过程中难以规避的核心难题,多数商用小球藻品系面对强光胁迫会出现光合效率骤降、生长速率下滑、菌体凋亡等问题,大幅拉高户外养殖的运维管控成本,挖掘天然具备强光耐受特性的藻株及其内部保护机制,是优化藻种抗逆性能、降低微藻规模化露天培育门槛的重要路径。 Chlorella ohadii 作为生长 […]…