科学家发现了一种增加藻类淀粉积累的“转化”

与东京工业大学东北大学的合作研究改善了海藻淀粉的大规模生产前景，海藻淀粉是生物燃料和其他可再生材料的宝贵生物资源。这种生物基产品有可能取代化石燃料，有助于可持续系统和社会的发展。

东京工业大学创新研究所化学与生命科学实验室今介东村领导的研究小组发现了控制藻类中淀粉含量水平的“转化”。

根据《植物杂志》的报道，这项研究的重点是单细胞红藻Cyanidioschyzon merolae。研究人员已经证明，通过灭活TOR(雷帕霉素靶)，一种已知在细胞生长中起重要作用的蛋白激酶[1]，可以显著增加C. merolae中的淀粉含量。

他们观察到，通过暴露于雷帕霉素12小时使TOR失活后，淀粉水平显著增加，这导致48小时后显著增加10倍。

重要的是，这项研究详细阐述了淀粉含量显著增加的机理。研究人员使用了一种叫做液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)的方法来检测50多种蛋白质结构的微妙变化，这些变化可能涉及“打开”淀粉积累过程。因此，他们将GLG1确定为感兴趣的关键蛋白质。GLG1的功能与糖原类似，糖原是一种在酵母和动物细胞中发现的酶，已知参与淀粉(或糖原)合成的起始。

寻求扩大生物燃料和增值生化制品生产的众多行业将对这一机制产生极大兴趣。

例如，这项研究的结果可以加快环保燃料添加剂、药物、化妆品和生物塑料的生产[2]。目前，世界上许多地方对一次性塑料袋和吸管的需求非常大。

与陆地植物相比，藻类因其高光合生产率和相对容易培养而非常具有吸引力。淀粉、三酰甘油(TAGs)和其他藻类生物质成分越来越被认为是帮助实现联合国概述的可持续发展目标(SDG)的有前途和强有力的方式。

研究小组指出，更多使用其他藻类物种和拟南芥等高等植物的研究可以进一步了解淀粉积累背后的基本分子机制。“这些信息将有助于开发提高淀粉生物合成生产率的技术，同时提高可持续生物质和生物能源的产量，”今村说。

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