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，該所發明了工業微藻染色體大片段精準切除技術，可有效提升工業微藻對于氫能等潔凈能源的供給效率。相關成果已在《植物學期刊》上發表，得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、韓國科學技術信息通信部等資助。
作為一種“負碳”的光合細胞工廠，工業微藻能將陽光、海水和二氧化碳規模化地轉化為油脂與氫，服務于潔凈能源的供給。但除了光合作用、碳濃縮、油脂合成等關鍵功能模塊以外，藻類基因組上通常還包括很多由可移動元件、重復序列等組成的“功能冗余”區域。這些大片段染色體DNA既是一種額外的代謝負擔，也會影響工業微藻基因組的可控性與穩定性。“大刀闊斧”式精確切除這些“冗余”片段，是提升工業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，用“染色體手術刀”為“最小藻類基因組”的設計和“最簡植物底盤細胞”的構建打開了大門。公開信息顯示，這是行業首次實現藻類大片段基因組DNA切除。
據悉，研究組將可規模化室外培養的微擬球藻作為實驗對象，根據NanDeSyn數據庫中的大量轉錄組和蛋白組數據，“鎖定”了其基因組上的“無效”區域作為切除的目標區域。在此基礎上，采用“染色體手術刀”對相關目標片段實現了精確切除。微藻細胞“術后”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“術后”甚至有顯著加快。
該技術的發明為設計“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基礎，將有效推動工業微藻對清潔能源產業作出特色貢獻。（青島日報/觀海新聞記者 耿婷婷）
責任編輯：王逸群
