透過缺磷處理提升油脂產量2倍以上,促進高效微藻生質燃料生產

 

刊登日期:2025/8/29
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廣島大學與東京科學大學、馬自達(MAZDA)組成的研究團隊發現,一種在細胞內負責儲存養分磷的物質「多磷酸(Polyphosphate)」,與微藻類「擬球藻(Nannochloropsis)」油脂生產能力的提升密切相關。透過基因剔除(Knockout)技術促使多聚磷酸的基因失去功能後,發現細胞對磷缺乏的反應加劇,進而使油脂的產量提升到原本的2倍以上。此項技術可望應用於提升微藻類在生質燃料等領域中的應用效率。
 
擬球藻是一種可透過光合作用吸收二氧化碳並產生油脂的微藻類,不僅容易大量培養,也具備高油脂產能,特別適合生質燃料應用。為了降低微藻油脂生產的成本,提高培養密度是關鍵之一。
研究團隊在誘導油脂累積的營養條件中,將一般的缺氮處理改為對細胞生長與光合作用影響較小的缺磷處理。研究中發現擬球藻擁有4種「SPX基因」,這些基因與細胞對磷缺乏的反應和適應有關。其中,當SPX2基因功能被關閉時,擬球藻在缺磷環境下細胞內的主要油脂「三酸甘油酯(TAG)」累積量可達原本的2倍以上。
 
進一步研究也證實,SPX2基因所產生的蛋白質為合成多磷酸的酵素。當此基因被剔除後,細胞內原本儲存的磷會更早被消耗,引發細胞對磷匱乏的快速反應。研究還觀察到,SPX2失去功能會活化多組與油脂生產、細胞自噬(Autophagy)與油脂輸送有關的基因表現,進一步促進油脂合成與儲存。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/678798
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