Ученые нашли «переключатель» накопления крахмала в водорослях
Москва, 12:50, 02 Ноя 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Токийского технологического института и Университета Тохоку приблизились к крупномасштабному производству крахмала из водорослей – важного ресурса для биотоплива и других возобновляемых материалов.
Эти продукты могут в будущем заменить ископаемое топливо и поспособствовать развитию экологически безопасных систем и обществ, сообщает eurekalert.org. «Выключатель», управляющий концентрацией крахмала в водорослях, был обнаружен командой, возглавляемой Соусуке Имамурой из Токийского технологического института. Выводы исследования представлены в The Plant Journal.
Внимание проекта было сосредоточено на одноклеточной красной водоросли Cyanidioschyzon merolae. Ученые показали, что концентрация крахмала в ней может серьезно увеличиться при активации TOR (цель для рапамицина), протеинкиназы, играющей важную роль в росте клеток. Исследователи наблюдали значительный скачок уровня целевого вещества через 12 часов после прекращения работы соединения под действием рапамицина. Через 48 часов концентрация крахмала выросла в 10 раз.
Исследование также описывает механизм, лежащий в основе процесса. Используя методы жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии, ученые рассмотрели изменения в структуре более чем 50 белков, которые могли участвовать во включении накопления крахмала. В результате они выделили ключевой протеин, GLG1. По принципу действия он схож с гликогенином, ферментом, встречающимся в дрожжах и животных клетках и участвующем в синтезе крахмала. Механизм заинтересует индустрии, ищущие способ повысить эффективность производства биотоплива и других ценных биохимикатов.
Так, проект может ускорить изготовление экологичных добавок для горючего, косметики, фармацевтических продуктов и биопластиков.
Водоросли перспективнее наземных растений из-за высокой активности фотосинтеза и сравнительной простоты выращивания. Крахмал, триглицериды, и другие компоненты биомассы рассматриваются как потенциальное сырье для возобновляемых продуктов. Авторы признают необходимость провести дополнительные исследования с другими видами водорослей, вроде Arabidopsis thaliana.
«Эта информация поможет в разработке технологий, улучшающих производительность биосинтеза крахмала и биомассы», — сказал Имамура.
