暨南大学李宏业课题组发表脂类代谢最新研究成果

激光共聚焦显微镜下成像。A) 工程藻细胞; B) 野生藻细胞。

2016年6月23日,国际代谢工程领域顶级研究期刊《Metabolic Engineering》在线发表了暨南大学生命科学技术学院李宏业教授发表的微藻脂类物质代谢研究成果,李宏业教授为通讯作者。

激光共聚焦显微镜下成像。A) 工程藻细胞; B) 野生藻细胞。
激光共聚焦显微镜下成像。A) 工程藻细胞; B) 野生藻细胞。

微藻的脂类物质含量及组成直接影响着微藻在水产、营养保健、生物能源等领域的应用,是微藻资源高值化利用中的重要评价指标。由于藻类独特的生存环境造成其代谢途径及代谢物成分与陆生生物有很大不同,基因组情况复杂,研究困难。对微藻脂类合成的调控机制的认知不足,使得微藻藻株改良研究的进展缓慢。

生科院李宏业教授课题组围绕微藻脂类物质合成与累积开展了研究,在IF:8.2)发表论文,报道了产油微藻代谢工程调控的关键节点。课题组构建了典型产油微藻三角褐指藻的遗传转化体系,对其脂质代谢网络潜在关键节点进行了挖掘,发现了一种新型的定位于线粒体的苹果酸脱氢酶,具有很强的促NADPH生成的作用,可提供胞内丰富的还原力,促进脂肪酸的合成。基于这一发现,成功获得显著上调表达该酶的工程藻株,工程藻株的生长速率与野生型藻类似,而藻细胞显著增大,中性脂含量提高达2.5倍,从干重的23.3%提高到突破性的57%。工程藻株在保持高生物量的同时,获得了高脂质含量,综合性状优于已报道的产油微藻。研究结果也表明了微藻的脂质累积具有其独特的机制,丰富了对脂类代谢的认知。研究成果得到了国内外同行的高度关注,文章发表后被scienceDirect评为当季下载量最多文章之一“The most downloaded articles from ScienceDirect in the last 90 days”。

原文链接:

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

在平板光生物反应器中通过促进蛋白核小球藻的碳氮代谢净化水产养殖废水并生产优质蛋白质

虽然利用微藻处理废水是一种经济、环保的策略,但仍面临着严格的排放标准和高价值生物质开发的挑战。在平板光生物反应器中,通过红色 LED 灯和淀粉添加改善了蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 处理罗非鱼养殖废水 (T-AW) 的碳氮代谢能力,并同时生产了蛋白质。在室外温度下,使用红色LED灯来提高了营养物的去除率,但除总氮外,其它污染物浓度均不满足排放标准。加入淀粉后,平板光 […]…

Read More

基于藻类进行处理废水中的养分

利用藻类培养来补充废水处理(WWT)流程,因该过程吸收养分,同时将CO2转化为生物质。因此,越来越多的关注点集中在应用基于藻类的废水处理技术上,以回收养分和捕获CO2,同时在循环经济中降低经济负担。然而,废水和藻类生理特性的复杂性给工业上的实施带来了技术和经济方面的挑战。基于藻类的废水处理完全依赖藻类吸收和储存生物量中的养分,因此,去除效率与生物质生产率成正比,这种去除机制限制了藻类在低养分浓度废 […]…

可见光驱动的光催化剂对藻类的灭活作用

有害藻类水华对水生生态系统和人类健康造成不利影响,引起了人们的极大关注。近年来,可见光驱动(VLD)光催化以其低成本、机械稳定性和优异的去除效率等独特特性,在藻类灭活方面引起了人们的关注。然而,可见光的低利用率和电子-空穴(e(-)-h(+))对是传统光催化剂的主要缺点。科学界一直致力于修饰VLD光催化剂,以增强其抗醛活性。本文简要综述了最新改性VLD光催化剂的抗藻类性能。对VLD光催化失活机制的 […]…

Write a comment