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\u00a9 Chinese Academy of Sciences<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Bei den \u00f6lproduzierenden Algen, den so genannten \u00f6lhaltigen Mikroalgen, f\u00fchren Umweltbelastungen wie N\u00e4hrstoffmangel, starker Lichteinfall oder Hitze in der Regel dazu, dass sich das \u00d6l ansammelt. Bei diesen \u00d6len mit hoher Energiedichte handelt es sich um Triacylglycerine (TAGs), Vorstufen f\u00fcr Biodiesel. Mikroalgen sind aufgrund ihres schnellen Wachstums und ihres hohen \u00d6lgehalts ein vielversprechendes Ausgangsmaterial f\u00fcr die TAG-Produktion.<\/p>\n\n\n\n
Wissenschaftler wissen seit langem, dass die \u00d6lproduktion Teil der Reaktion von Mikroalgenzellen auf Umweltbelastungen ist, aber es ist schwierig, dieses Wissen f\u00fcr eine h\u00f6here \u00d6lproduktivit\u00e4t zu nutzen, da sie nicht genau wissen, wie der Prozess funktioniert.<\/p>\n\n\n\n
Das QIBEBT-Forschungsteam sucht seit langem nach einer besseren M\u00f6glichkeit, die \u00d6lproduktion in Mikroalgen zu stimulieren. “Neue Umweltreize, die eine effiziente und pr\u00e4zise Kontrolle des zellul\u00e4ren TAG-Aufbaus erm\u00f6glichen, ohne die Biomasseproduktivit\u00e4t zu beeintr\u00e4chtigen, sind \u00e4u\u00dferst w\u00fcnschenswert”, sagte ZHANG Peng, Postdoktorand am Single-Cell Center des QIBEBT.<\/p>\n\n\n\n
Das Team untersucht seit \u00fcber einem Jahrzehnt die industrielle \u00f6lhaltige Mikroalge Nannochloropsis oceanica<\/em>, eine marine Mikroalgenart, die aus Meerwasser und CO2<\/sub> hochwertige \u00d6le produzieren kann.<\/p>\n\n\n\n Ihre lange Suche nach einem neuen Stimulus, den sie f\u00fcr die \u00d6lproduktion genauer steuern k\u00f6nnen, f\u00fchrte sie schlie\u00dflich zu blauem Licht. Das Forscherteam entdeckte einen bisher unbekannten “BlueLight-NobZIP77-NoDGAT2B”-Stoffwechselweg.<\/p>\n\n\n\n Wenn N\u00e4hrstoffe wie Stickstoff im \u00dcberfluss vorhanden sind, schaltet ein auf blaues Licht reagierender Regulator namens NobZIP77 die TAG-Produktion in der Mikroalge ab, indem er die Expression von \u00f6lproduzierenden Enzymen wie NoDGAT2B hemmt. “Wenn jedoch Stickstoff fehlt, wird das Chlorophyll a<\/em>, das normalerweise blaues Licht absorbiert, reduziert, was dazu f\u00fchrt, dass mehr blaues Licht in den Zellkern gelangt, in dem sich NobZIP77 befindet. Die erh\u00f6hte Exposition von NobZIP77 gegen\u00fcber blauem Licht setzt seine hemmende Wirkung auf TAG-synthetische Enzyme frei und bringt NoDGAT2B dazu, mehr TAGs zu produzieren”. ZHANG Peng erkl\u00e4rte.<\/p>\n\n\n\n “Ein solch pr\u00e4ziser Mechanismus, der die Lichtsensorik mit der TAG-Synthese verbindet, war bisher nicht bekannt und ist daher sehr aufregend”, f\u00fcgte XIN Yi, ein au\u00dferordentlicher Professor am Single-Cell Center, hinzu.<\/p>\n\n\n\n Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse erfand das Team die BLIO-Technologie, bei der die von NobZIP77 befreite Mikroalge zun\u00e4chst mit wei\u00dfem und dann mit blauem Licht bestrahlt wird. Dies f\u00fchrt zu einer Spitzenproduktivit\u00e4t von TAG, die doppelt so hoch ist wie die der unver\u00e4nderten Mikroalge unter konstantem wei\u00dfen Licht.<\/p>\n\n\n\n “Die Lichtqualit\u00e4t ist ein \u00e4u\u00dferst w\u00fcnschenswertes Kontrollinstrument. Unsere Entdeckung in dieser Studie weist daher in eine neue Richtung bei der Entwicklung von Rohstoffen, dem Design von Photobioreaktoren oder der Steuerung von Bioprozessen”, sagte XU Jian, Leiter des Single-Cell Center und Hauptautor der Studie.<\/p>\n\n\n\n Die Forscher glauben, dass dieser genetische Mechanismus in Mikroalgen und h\u00f6heren Pflanzen weit verbreitet ist, und stellen sich eine Zukunft vor, in der die BLIO-Technologie und ihre Varianten zu Umst\u00e4nden beitragen, in denen eine hocheffiziente Umwandlung von CO2<\/sub> in \u00d6le oder andere Makromolek\u00fcle erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\nOriginalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n