Белковые факторы повышают выход предшественника биотоплива в микроскопических водорослях

Биотоплива, такие как получаемые из жиров растений или животных путём переэтерификации, являются более экологичной и устойчивой альтернативой традиционным ископаемым видам топлива. Триацилглицерин (TAG) — запасающая молекула, содержащаяся в микроскопических водорослях, — считается одним из наиболее перспективных источников жира для производства биотоплива, поскольку микроводоросли малы, легко культивируются и быстро размножаются. Увеличение выхода TAG из микроводорослей могло бы улучшить процессы производства биотоплива.

Известно, что микроводоросли производят больше TAG в условиях дефицита питательных веществ, например, азота (N). Однако, как отмечает профессор Хироюки Ота из Токийского технологического института, это сильно снижает рост и размножение водорослей, уменьшая потенциальный прирост выхода TAG.

В поисках условий, при которых модельная микроводоросль Chlamydomonas reinhardtii и производит больше TAG, и хорошо растёт, команда учёных ограничила количество фосфора (P) в среде при достаточном содержании азота. В этих условиях производство TAG увеличилось, а рост клеток всё ещё поддерживался, что повысило общий выход TAG.

В ходе эксперимента с помощью коэкспрессионного анализа был идентифицирован белок C. reinhardtii, названный Lipid Remodeling reguLator 1 (LRL1), который участвует в производстве TAG в условиях дефицита фосфора. Функциональный анализ с нарушением гена LRL1 выявил дополнительные гены, вовлечённые в накопление TAG и рост C. reinhardtii при истощении фосфора.

Результаты проливают свет на лежащие в основе этого процесса биохимические пути. По словам доктора Оты, открытие белков, участвующих в производстве TAG в условиях дефицита питательных веществ, в будущем может привести к разработке методов увеличения выхода TAG, что в конечном итоге сделает производство биотоплива более эффективным и рентабельным. Это, в свою очередь, может помочь снизить зависимость от ископаемого топлива и способствовать широкому использованию биотоплива, получаемого из микроводорослей.