Industrielle mikroalger til fremstilling af sund biologisk olie

De genetiske talenter af en marin mikroalge er nu låst op for at producere mellemkædede triacylglyceroler, som er en slags planteolie med en række sundhedsmæssige fordele, ifølge en undersøgelse ledet af forskere fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) ), Chinese Academy of Sciences (CAS).

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Plant Physiology den 30. august.

Kaldet triacylglyceroler, disse biologiske olier er den vigtigste form for energilagring i celler og findes i alle vegetabilske olier og animalske fedtstoffer - men de er ikke ens.

Hvert triacylglycerolmolekyle består af tre fedtsyredele, der er forankret til et glycerolstillads. Afhængigt af fedtsyrernes kædelængde kan hvert molekyle klassificeres som langkædet triacylglycerol eller en mellemkædet triacylglycerol (MCT), som er forskellige i anvendelsesområde, økonomisk værdi og markedspotentiale.

"Under fordøjelsen omdannes MCT'er til mellemkædede fedtsyrer, som omgår fedtvæv, hvilket sænker chancen for, at det omdannes til fedtvæv," sagde Xu Jian, professor ved Single-Cell Center of QIBEBT. "Det øger også energiforbruget, fedtoxidation og mæthed og sænker energi- og fødeindtaget hos både magre og overvægtige individer."

Problemet er tilgængelighed. MCT-olie kan kun fremstilles ved at forarbejde olier fra palme- og kokosnøddeplanter, som begge er begrænset til vækst i tropiske og subtropiske områder.

"Desuden er kun omkring 3% af hele plantemassen lagret i form af olie, så vi har brug for et mere effektivt og alsidigt råmateriale," sagde Xin Yi, lektor ved Single-Cell Center, og forklarer, at den begrænsede tilgængelighed af MCT har hindret efterforskning af produktet i stor skala.

Den marine mikroalge Nannochloropsis oceanica har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed i forskersamfundet med sit høje fotosyntetiske vækstpotentiale og rige olieindhold, men har generelt vist sig kun at indeholde 0,01% til 0,05% MCT. På trods af dette lave indhold afslørede en genetisk analyse tidligere bevis på en naturlig MCT-samlingsmekanisme i denne mikroalge.

I denne undersøgelse opdagede forskerne i mikroalgen to specifikke enzymer, der er dedikeret til at samle mellemlange fedtsyrer. Disse to meget talentfulde enzymer kan, når de stables med yderligere enzymer, der tilfører substrater til den specialiserede MCT-samlingsmekanisme, øge MCT-produktiviteten med 64,8 gange i topfasen af ​​olieproduktionen.

En sådan funktionel specialisering af disse proteiner i kædelængdebestemmelse af produkter afslører en hidtil ukendt dimension af kontrol i cellulær triacylglycerol, som kan udnyttes til at producere tilpassede olier i mikroalger.

Forskerne planlægger at øge MCT-produktionen yderligere ved genetisk at manipulere molekylerne for at standse nedbrydningen, kontrollere, hvor lange fedtsyrer kan være, og for at øge det samlede indhold af triacylglycerol.

"Sådanne bestræbelser bør yderligere forbedre cellulær MCT-produktion og fremskynde tempoet i udviklingen af ​​industrielle mikroalger til effektive og bæredygtige råvarer til tilpassede olier," sagde Hu Chunxiu, en lektor ved Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) i CAS. + Udforsk yderligere

Forskere programmerer mikroalgers 'oliefabrik' til at producere forskellige olier