reaction schemeLupe um vergößertes Bild zu betrachten© CAS QIBEBT

Mikroalgen: mehr Biomasse und Lipide durch Engineering

Der Gruppe von XU Jian am Qingdao Institute of Bioengineering and Bioprocess Technology (QIBEBT) der CAS ist es gelungen, die Biomasse- und Lipidausbeuten der Mikroalge Nannochloropsis oceanica wesentlich zu steigern. Sie entdeckten bei Transkriptom-Analysen, daß die Alge unter CO2-Stress eine Kern-kodierte RuBisCO-Aktivase (nRCA) mit ATPase Aktivität exprimiert. Dieses Protein wirkt als mechanochemisches Motorprotein und nutzt die Energie aus der ATP-Hydrolyse, um die Struktur von RuBisCO zu modifizieren. Insbesondere erleichtert es die Carbamoylierung und entfernt verschiedene Inhibitoren. Durch Überexpression von nRCA in Nannochloropsis wurde die Bildung von RuBisCO Protein um 45 % erhöht. Die Wachstumsrate stieg um 32 %, die Biomasseakkumulation um 46% und die Lipidproduktion um 41%. Im Verlgeich zum Wildtyp war die Photosynthese um 28 % erhöht. Die Ergebnisse sollen bei der Entwicklung von „Algen-Zellfabriken“ zur Lipid- und Alken-Biosynthese unterstützen.

Microalgae: more biomass and lipids through engineering

The group of XU Jian at the Qingdao Institute of Bioengineering and Bioprocess Technology (QIBEBT) of CAS has succeeded in significantly increasing the biomass and lipid yields of the microalgae Nannochloropsis oceanica. During transcriptome analyses, they discovered that the algae expresses a nuclear-coded RuBisCO activase (nRCA) with ATPase activity under CO2 stress. This protein acts as a mechanochemical motor protein and uses the energy from ATP hydrolysis to modify the structure of RuBisCO. In particular, it facilitates carbamoylation and removes various inhibitors. Overexpression of nRCA in Nannochloropsis increased the production of RuBisCO protein by 45 %. The growth rate increased by 32 %, biomass accumulation by 46 % and lipid production by 41 %. Photosynthesis was increased by 28 % in comparison to the wild type. The results will support the development of algae cell factories for lipid and alkene biosynthesis.

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