p Uma colaboração interinstitucional desenvolveu uma técnica para repartir os recursos de carbono de carboidratos para lipídios em microalgas. Espera-se que esse método possa ser aplicado à produção de biocombustíveis. Esta descoberta foi o resultado de uma colaboração entre um grupo de pesquisa no Centro de Pesquisa em Biologia de Engenharia da Universidade de Kobe, consistindo do Professor Assistente de Projeto Kato Yuichi e do Professor Hasunuma Tomohisa et al., e o pesquisador sênior Satoh Katsuya et al. no Takasaki Advanced Radiation Research Institute da Quantum Beam Science Research Directorate (institutos nacionais de ciência e tecnologia quântica e radiológica). p Os resultados da pesquisa foram publicados na revista acadêmica internacional. Biologia das Comunicações .

p Os biocombustíveis são recursos renováveis ​​que têm recebido muita atenção no movimento em direção à criação de sociedades mais sustentáveis. Microalgas são organismos fotossintéticos altamente capazes de produzir lipídios a partir de dióxido de carbono na atmosfera, tornando-os candidatos promissores para a produção de biocombustíveis. Contudo, um grupo de pesquisa da Universidade de Kobe consistindo do professor assistente de projeto Kato Yuichi e do professor Hasunuma Tomohisa et al. descobriram que a maioria dos recursos de carbono foi desviada para a produção de amido em vez da produção de lipídios em condições de claro / escuro (ou seja, dia e noite). Este é um problema ao cultivar espécies de microalgas no exterior.

p Metodologia de Pesquisa

p Para este estudo de pesquisa, O professor assistente de projeto Kato e o grupo de pesquisa do professor Hasunuma na Universidade de Kobe colaboraram com o pesquisador sênior Satoh et al. nos institutos nacionais de ciência e tecnologia quântica e radiológica (QST). Os pesquisadores usaram o feixe de íons no Takasaki Advanced Radiation Research Institute da QST para induzir a mutação nas microalgas. Isso permitiu que cultivassem uma nova cepa mutante chamada Chlamydomonas sp. KOR1, que pode produzir grandes quantidades de lipídios, mesmo em condições de claro / escuro.

p Os pesquisadores descobriram que esta cepa KOR1 tem interrupções no gene da enzima de desramificação do amido ISA1, fazendo com que produza um carboidrato diferente:fitoglicogênio em vez de amido (Figura 1).

p Normalmente, as microalgas sintetizam e acumulam carboidratos (amido) durante os períodos de luz e os decompõem quando escurece. Contudo, muitos carboidratos se acumulam e não podem ser completamente decompostos. Ao contrário disso, o carboidrato sintetizado por KOR1 (fitoglicogênio) foi completamente quebrado durante o período escuro. Os resultados da análise do metaboloma KOR1 revelaram um aumento total nos metabólitos intermediários nas vias de síntese de amido e lipídios (os metabólitos intermediários incluíram frutose-6-fosfato, glicose-6-fosfato, acetil-CoA e glicerol 3-fosfato). A partir desta análise, os pesquisadores iluminaram o mecanismo metabólico subjacente ao aumento da produção de lipídios que resultou da interrupção do gene ISA1. Na cepa KOR1, o carboidrato (fitoglicogênio) foi rapidamente quebrado e os metabólitos intermediários subsequentemente induziram o recurso de carbono a ser repartido para a produção de lipídios (Figura 2).

p Para produzir biocombustíveis a partir de microalgas, é necessário cultivar esses organismos fora da luz do sol. Contudo, há uma diminuição inevitável na produção de lipídios sob essas condições de claro / escuro. A técnica de 'repartição dos recursos de carbono, interrompendo o gene da enzima de desramificação do amido' desenvolvida por meio desta pesquisa é uma resposta para esse problema. Espera-se que este novo método possa contribuir para a implementação em larga escala da produção de biocombustíveis a partir de microalgas.