青島日報社/觀海新聞3月29日訊 觀海新聞記者自中科院青島生物能源與過程研究所了解到，日前，該所發(fā)明了工業(yè)微藻染色體大片段精準(zhǔn)切除技術(shù)，可有效提升工業(yè)微藻對于氫能等潔凈能源的供給效率。相關(guān)成果已在《植物學(xué)期刊》上發(fā)表，得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、韓國科學(xué)技術(shù)信息通信部等資助。
作為一種“負碳”的光合細胞工廠，工業(yè)微藻能將陽光、海水和二氧化碳規(guī)模化地轉(zhuǎn)化為油脂與氫，服務(wù)于潔凈能源的供給。但除了光合作用、碳濃縮、油脂合成等關(guān)鍵功能模塊以外，藻類基因組上通常還包括很多由可移動元件、重復(fù)序列等組成的“功能冗余”區(qū)域。這些大片段染色體DNA既是一種額外的代謝負擔(dān)，也會影響工業(yè)微藻基因組的可控性與穩(wěn)定性。“大刀闊斧”式精確切除這些“冗余”片段，是提升工業(yè)微藻利用率的必備工具。
針對藻類基因組大片段切除的技術(shù)難題，青島能源所單細胞中心建立了精確可控的藻類染色體大片段DNA切除技術(shù)，用“染色體手術(shù)刀”為“最小藻類基因組”的設(shè)計和“最簡植物底盤細胞”的構(gòu)建打開了大門。公開信息顯示，這是行業(yè)首次實現(xiàn)藻類大片段基因組DNA切除。
據(jù)悉，研究組將可規(guī)模化室外培養(yǎng)的微擬球藻作為實驗對象，根據(jù)NanDeSyn數(shù)據(jù)庫中的大量轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)，“鎖定”了其基因組上的“無效”區(qū)域作為切除的目標(biāo)區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，采用“染色體手術(shù)刀”對相關(guān)目標(biāo)片段實現(xiàn)了精確切除。微藻細胞“術(shù)后”的生長速度、生物量、潛在最大光合速率、油脂含量和脂肪酸不飽和度等關(guān)鍵性狀幾乎沒有受影響；在生長速度和生物量累積速率上，一些藻類“術(shù)后”甚至有顯著加快。
該技術(shù)的發(fā)明為設(shè)計“最簡植物底盤細胞”、支撐“負碳生物制造”奠定了重要的方法學(xué)基礎(chǔ)，將有效推動工業(yè)微藻對清潔能源產(chǎn)業(yè)作出特色貢獻。（青島日報/觀海新聞記者 耿婷婷）
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