徳國耶拿大學(xué) Maria Mittag課題組
微藻是地球初級生產(chǎn)的關(guān)鍵貢獻(xiàn)者。在進(jìn)化早期，這些微藻便與細(xì)菌共存于自然界中，其相互作用的方式深刻影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。已有研究表明，細(xì)菌Pseudomonas protegens對微藻Chlamydomonas reinhardtii具有毒性。該細(xì)菌通過分泌環(huán)狀脂肽和炔類化合物，導(dǎo)致藻類鞭毛脫落、感光功能失效并最終導(dǎo)致細(xì)胞裂解。本研究首次報(bào)道了細(xì)菌Mycetocola lacteus與C. reinhardtii建立的互利共生關(guān)系，并揭示其顯著的輔助作用。研究顯示，M. lacteus不僅能促進(jìn)藻類生長，還從藻類中獲取所需的有機(jī)硫（甲硫氨酸）以及維生素B1、B3和B5。在三方共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，M. lacteus在存在拮抗細(xì)菌P. protegens的情況下，能夠有效保護(hù)藻類免受其攻擊。通過結(jié)合合成天然產(chǎn)物化學(xué)、高分辨質(zhì)譜技術(shù)以及藻類Ca2?信號分析，研究發(fā)現(xiàn)，M. lacteus通過水解環(huán)狀脂肽的酯鍵來保護(hù)藻類。該反應(yīng)生成的線性開環(huán)酸不會引發(fā)藻類細(xì)胞內(nèi)Ca2?穩(wěn)態(tài)的紊亂，避免了鞭毛脫落的發(fā)生。因此，藻類能夠保持運(yùn)動能力，成功游離拮抗細(xì)菌的威脅并存活下來。此外，研究表明，這三種相關(guān)的屬（Pseudomonas、Mycetocola和Chlamydomonas）在自然界中共存的現(xiàn)象較為普遍。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Pseudomonas和Mycetocola的相關(guān)種類在三方共培養(yǎng)中也分別表現(xiàn)出拮抗或輔助作用。這一發(fā)現(xiàn)揭示了微生物交互網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性及其對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵作用。
原文鏈接：A mutualistic bacterium rescues a green alga from an antagonist
中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 郭亮課題組
基于微藻的生物技術(shù)在解決廢水除磷和回收的雙重挑戰(zhàn)方面具有巨大潛力；然而，微藻對溶解有機(jī)磷（DOP）的去除和代謝響應(yīng)機(jī)制應(yīng)尚不清楚。本文研究了蛋白核小球藻對不同形式DOP的去除機(jī)制和代謝組學(xué)響應(yīng)，包括三磷酸腺苷（ATP）、葡萄糖-6-磷酸（G-6-P）和β-甘油磷酸鹽（β-GP）。結(jié)果表明，蛋白核小球藻可以通過直接運(yùn)輸和后水解途徑有效吸收 96% 以上的 DOP。無機(jī)磷（IP）的吸收遵循擬一級動力學(xué)模型，而 DOP 遵循擬二級動力學(xué)模型。代謝產(chǎn)物分析顯示，中心碳代謝的顯著改變?nèi)Q于DOP的來源。G-6-P上調(diào)糖酵解和三羧酸循環(huán)中間體，反映了碳水化合物、氨基酸和核苷酸生物合成的增強(qiáng)。而ATP則下調(diào)了微藻的碳水化合物和嘌呤代謝，抑制了微藻的持續(xù)生長。本研究為利用微藻處理含磷廢水提供了理論支持。
原文鏈接：Removal mechanisms and metabolic responses of Chlorella pyrenoidosa to dissolved organic phosphorus
2024 年 11 月 20 日，據(jù)相關(guān)消息，某集團(tuán)全資子公司申報(bào)的 “萊茵衣藻（白藻）” 經(jīng)國家衛(wèi)生健康委員會審查，認(rèn)定其與 2022 年第 2 號公告的萊茵衣藻實(shí)質(zhì)等同，正式更名為 “萊茵衣藻”，這意味著萊茵衣藻的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步擴(kuò)展，開始進(jìn)入人造魚、蝦以及植物奶等市場，為食品行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的選擇.
同樣在 11 月 20 日，中科院水生所龍歡組在 bio-protocol 期刊在線發(fā)表了從萊茵衣藻中純化溶酶體相關(guān)器官的方法文章。萊茵衣藻作為一種單細(xì)胞綠藻，是淡水環(huán)境中的常見生物，其簡單的結(jié)構(gòu)和易于培養(yǎng)的特性使其成為生物學(xué)研究的重要模式生物，在遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、光合作用等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。此次研究成功從衣藻中純化出溶酶體相關(guān)器官，并保持了葉綠體結(jié)構(gòu)的完整性，這一成果對于深入研究細(xì)胞內(nèi)金屬離子的儲存和穩(wěn)態(tài)維持機(jī)制具有重要意義，為相關(guān)疾病的治療和藥物研發(fā)提供了理論基礎(chǔ).
2024 年 11 月 20 日，據(jù)相關(guān)消息，某集團(tuán)全資子公司申報(bào)的 “萊茵衣藻（白藻）” 經(jīng)國家衛(wèi)生健康委員會審查，認(rèn)定其與 2022 年第 2 號公告的萊茵衣藻實(shí)質(zhì)等同，正式更名為 “萊茵衣藻”，這意味著萊茵衣藻的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步擴(kuò)展，開始進(jìn)入人造魚、蝦以及植物奶等市場，為食品行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的選擇.
The post 萊茵衣藻：新應(yīng)用與科研突破引領(lǐng)發(fā)展新潮流 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>印度海得拉巴大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物科學(xué)系 Rajagopal Subramanyam課題組
自養(yǎng)生物暴露在高光照強(qiáng)度下會嚴(yán)重影響其光合作用性能。如果再加上不可預(yù)測的氣候變化，這些影響的致命性就會加劇。在這方面，我們的研究重點(diǎn)是以萊茵衣藻為模型系統(tǒng)，研究 2% 聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)的溫和滲透脅迫與高光照條件的緩解效應(yīng)。在不同光照強(qiáng)度的低 PEG 誘導(dǎo)的滲透脅迫下培養(yǎng)細(xì)胞，并通過生化和生物物理方法分析細(xì)胞的反應(yīng)。值得注意的是，與未經(jīng) PEG 處理的細(xì)胞相比，在較低 PEG 濃度下生長的細(xì)胞在強(qiáng)光下表現(xiàn)出更優(yōu)越的生長性能、更高的生物量和更強(qiáng)的光合效率。令人驚訝的是，它們的非光化學(xué)淬滅（NPQ）水平更低，這表明在 PEG 生長的樣品中存在一種獨(dú)特的光保護(hù)機(jī)制。圓二色性分析表明，在 PEG 生長的樣品中，即使在強(qiáng)光下，超級復(fù)合物的宏觀組織也很少受到破壞。藍(lán)色原生聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)色素-蛋白質(zhì)相互作用具有更高的穩(wěn)定性。免疫印跡分析表明，PEG 生長細(xì)胞與非 PEG 生長細(xì)胞的核心反應(yīng)中心蛋白差異極小。值得注意的是，這種保護(hù)機(jī)制在細(xì)胞壁缺陷突變體 CC503 中不存在。我們認(rèn)為，觀察到的部分光保護(hù)作用是由于 PEG 屏蔽了細(xì)胞壁。這一結(jié)果為在受光照強(qiáng)度波動影響的自然環(huán)境條件下提高藻類生物量生產(chǎn)帶來了希望。
原文鏈接：Mild osmotic stress offers photoprotection in Chlamydomonas reinhardtii under high light
法國Roscoff研究所的J. Mark Cock課題組聯(lián)合12個國家100多位學(xué)者
褐藻是沿海生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物種，常構(gòu)成廣闊的水下森林，但這些生態(tài)系統(tǒng)正面臨氣候變化帶來的嚴(yán)重威脅。本研究通過對多個褐藻基因組的分析，系統(tǒng)揭示了其進(jìn)化歷程，包括從起源到褐藻目（Order）水平的多樣化，以及屬（Genus）水平的微觀進(jìn)化。研究表明，褐藻譜系的形成伴隨著以下重要基因組變化：新直系同源基因家族的獲得、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域重組能力的增強(qiáng)、水平基因轉(zhuǎn)移事件的增加，以及新型信號分子和關(guān)鍵代謝通路的獲取，尤其是在海藻酸（alginate-based extracellular matrix）、鹵素（halogen）和多酚（phlorotannin）合成相關(guān)的代謝途徑中，這些變化顯著增強(qiáng)了褐藻的生態(tài)適應(yīng)能力。此外，研究發(fā)現(xiàn)，基因組多樣化與表型分化密切相關(guān)。這種關(guān)聯(lián)主要體現(xiàn)在生命史策略的演變和游動孢子鞭毛結(jié)構(gòu)的改變上，這些表型變化可能為褐藻適應(yīng)多樣化生態(tài)環(huán)境提供了重要支持。同時，大型病毒基因組的整合對褐藻基因組的內(nèi)容和功能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，這種整合可能通過提供新基因和調(diào)控機(jī)制進(jìn)一步提升其對環(huán)境變化的適應(yīng)能力。總體而言，本研究從進(jìn)化基因組學(xué)的視角揭示了褐藻的起源與多樣化機(jī)制，表明基因組創(chuàng)新、表型分化以及病毒基因組整合是推動褐藻譜系進(jìn)化的重要驅(qū)動力。這些發(fā)現(xiàn)為理解沿海生態(tài)系統(tǒng)的功能和適應(yīng)性機(jī)制提供了新的理論基礎(chǔ)。
原文鏈接：Evolutionary genomics of the emergence of brown algae as key components of coastal ecosystems
據(jù)中新網(wǎng) 4 月 28 日消息，國內(nèi)紅球藻產(chǎn)業(yè)首部學(xué)術(shù)與科普專著《紅色生命 — 奇異的紅球藻蝦青素》在深圳發(fā)布. 該書由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員黃青、中國科學(xué)院海洋研究所研究員劉建國共同完成，云南綠 a 生物工程有限公司支持出版發(fā)行. 書中系統(tǒng)地闡述了紅球藻蝦青素的相關(guān)知識，包括其結(jié)構(gòu)、生物學(xué)活性、功效研究以及產(chǎn)業(yè)進(jìn)化和應(yīng)用等內(nèi)容. 黃青在接受采訪時指出，紅球藻蝦青素在免疫調(diào)節(jié)、抗炎、神經(jīng)保護(hù)、改善糖代謝、調(diào)節(jié)腸道菌群、護(hù)膚和護(hù)眼等多個方面都有著重要作用，并且在食品、醫(yī)藥、化妝品等眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，展現(xiàn)出了巨大的市場潛力.
與此同時，中科院海洋所在紅球藻蝦青素資源開發(fā)研究中也取得了重要進(jìn)展. 該所藻類與藻類生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)無氧呼吸糖酵解（EMP）、有氧呼吸三羧酸循環(huán)（TCA）、戊糖磷酸途徑（PPP）和線粒體呼吸交替氧化酶途徑（AOX）等多種非光依賴型代謝途徑對紅球藻蝦青素的合成積累起著關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用. 相關(guān)成果以 3 篇研究論文的形式發(fā)表在《Bioresource Technology》上. 這一發(fā)現(xiàn)完善了紅球藻蝦青素規(guī)?；_發(fā)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系，有助于進(jìn)一步優(yōu)化紅球藻的開發(fā)模式，提高植物細(xì)胞光合工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，推動整個紅球藻產(chǎn)業(yè)開發(fā)水平的提升，對其他微藻類胡蘿卜素等次生代謝物質(zhì)的研究與資源開發(fā)也具有重要的啟發(fā)和借鑒價值.
紅球藻作為一種富含營養(yǎng)價值和藥用價值的藻類食品，是目前科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的繼螺旋藻、小球藻之后的又一重要藻類資源. 它能大量積累類胡蘿卜素，其中 80% 以上為蝦青素及其酯類，因此呈現(xiàn)出紅色，也被稱為雨生紅球藻. 蝦青素是目前發(fā)現(xiàn)的一種最高效的純天然抗氧化劑，其抗氧化功效是天然 ?- 胡蘿卜素的 10 倍、天然維生素 E 的 550 倍，在清除自由基、抗衰老、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等方面顯示出良好的生物活性，因而被廣泛應(yīng)用于功能性食品、醫(yī)藥以及化妝品等領(lǐng)域.
隨著科研的不斷深入和產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的逐步落地，紅球藻及其提取物蝦青素的市場前景十分廣闊。未來，有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)特的價值，為人類的健康和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn) 。
The post 紅球藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎新契機(jī)，科研與應(yīng)用不斷推進(jìn) first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>印度農(nóng)業(yè)研究理事會-中央內(nèi)陸漁業(yè)研究所 Basanta Kumar Das課題組
由于對能源需求的不斷增長以及石油的不可再生性，從微藻中生產(chǎn)生物柴油近年來備受關(guān)注。然而，生產(chǎn)成本高昂以及與環(huán)境健康相關(guān)的問題，如過度使用無機(jī)肥料、富營養(yǎng)化，是商業(yè)規(guī)模生物柴油生產(chǎn)的主要限制因素。此外，全球還存在固體廢物（基于花園的）管理問題。在本研究中，為了克服這些限制，采用蚯蚓堆肥提取物作為營養(yǎng)源，以提高淡水微藻（Graesiella emersonii MN877773）此外，該組合還提高了試驗(yàn)藻類中的飽和（棕櫚酸甲酯）和單不飽和脂肪酸（油酸）含量。該生物柴油的質(zhì)量符合印度、美國和歐洲提供的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的所有特性，除了冷濾堵塞特性。在大規(guī)模培養(yǎng)中，與BG11培養(yǎng)基相比，該組合還被發(fā)現(xiàn)提高了細(xì)胞生物量（0.041 g/L）。因此，該研究證明，在添加以園藝廢料為基礎(chǔ)的堆肥提取物的培養(yǎng)基中生長的G. emersonii具有大規(guī)模生產(chǎn)生物柴油和生物產(chǎn)品的巨大潛力。
原文鏈接：Sustainable biodiesel production from microalgaeGraesiella emersonii through valorization of garden wastes-based vermicompost
11 月 20 日，國際權(quán)威期刊《細(xì)胞》（CELL）發(fā)表了一項(xiàng)由多國學(xué)者共同參與的重磅研究成果，首次公布了全球 60 種代表性褐藻的基因組數(shù)據(jù)，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所的研究員為文章共同通訊作者之一. 此次研究解析了褐藻的重要性狀與生態(tài)多樣性的演化歷程，揭示了褐藻對潮間帶極端環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制. 研究發(fā)現(xiàn)新直系同源基因家族的獲得、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域重排、水平基因轉(zhuǎn)移事件以及一系列與生存和適應(yīng)密切相關(guān)的代謝途徑的演化，共同驅(qū)動了褐藻譜系的發(fā)生與分化，同時還闡釋了褐藻基因組多樣性與生活周期策略和配子鞭毛結(jié)構(gòu)等諸多表型特征多樣性分化之間的緊密聯(lián)系. 此外，廣泛存在的病毒基因組插入事件豐富了褐藻的遺傳多樣性，也是其適應(yīng)性進(jìn)化的驅(qū)動力之一. 這一研究成果為深入了解大型褐藻的生物學(xué)特性和生態(tài)功能提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，對褐藻的保護(hù)和可持續(xù)利用具有重要意義。
今年，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)傳來喜訊，該校引進(jìn)的一種名為 “昆布” 的大型褐藻，以苗種的方式在山東海域平安度過了夏天，這意味著大型褐藻今后在我國的高溫海域、高溫季節(jié)也可以養(yǎng)殖增殖了. 此前，大型海藻底播增殖技術(shù)一直是影響海洋牧場戰(zhàn)略的主要障礙. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉升平教授經(jīng)過多年研究，找到了中介生物輔助大型海藻附著的技術(shù)路徑. 利用附著生活型瓣鰓綱貝類瞬間附著的特點(diǎn)，將大型海藻苗種培育在活體貽貝表面，待苗種生長到一定規(guī)格后，把附著有海藻苗種的貽貝撒播到海底，從而實(shí)現(xiàn)了大型海藻苗種的二次附著. 這一國際首創(chuàng)的技術(shù)為大型褐藻的養(yǎng)殖增殖開辟了新的途徑，有助于推動海洋牧場的建設(shè)和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)平衡.
在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，大型褐藻也展現(xiàn)出了廣闊的前景。樂清光語生物科技有限公司作為以藻種為原料生產(chǎn)海藻生物制品的高技術(shù)企業(yè)，一直致力于藻類資源的高效開發(fā)和綜合利用. 目前，該集團(tuán)已開發(fā)出 100 多種新產(chǎn)品，形成了涵蓋美妝、保健、食品、日化等多個領(lǐng)域的大健康產(chǎn)業(yè). 其藻種、光合細(xì)菌產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量、銷售量均躍居全球首位. 此外，本公司不斷推動藻類產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展. 借助先進(jìn)的信息技術(shù)和智能裝備，持續(xù)更新設(shè)備和改造技術(shù)，拉長產(chǎn)業(yè)鏈條，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于海洋功能食品、海洋醫(yī)用材料、海洋化妝品等領(lǐng)域，為推動海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)了力量.
然而，大型褐藻的生存也面臨著諸多挑戰(zhàn)。據(jù)新華社 7 月 4 日消息，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)氣候變化可能導(dǎo)致褐藻和海草的全球分布范圍縮減. 作為沿海生態(tài)系統(tǒng)的重要初級生產(chǎn)者，褐藻在全球碳循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著不可或缺的作用. 但隨著氣候變化的加劇，如氣溫升高、海洋酸化等，大型褐藻的適宜生存環(huán)境可能受到影響，進(jìn)而威脅到整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定. 因此，加強(qiáng)對大型褐藻的生態(tài)保護(hù)，減少人類活動對海洋環(huán)境的影響，對于維護(hù)海洋生態(tài)平衡至關(guān)重要。
大型褐藻作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其科學(xué)研究、養(yǎng)殖技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展都取得了顯著進(jìn)展，但同時也面臨著生態(tài)保護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。未來，需要進(jìn)一步加強(qiáng)科研投入，推動大型褐藻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時采取有效措施保護(hù)其生態(tài)環(huán)境，讓大型褐藻在海洋中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。
The post 探秘大型褐藻：從科學(xué)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的新進(jìn)展 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>西湖大學(xué)?閆湞課題組
葉綠體中的蛋白質(zhì)輸入馬達(dá)通過驅(qū)動前體蛋白易位到葉綠體中，在生物合成和穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮關(guān)鍵作用。已知Ycf2-FtsHi復(fù)合體是陸地植物的葉綠體蛋白輸入馬達(dá)，但其在光合生物進(jìn)化上的保守、特化和分子機(jī)制在很大程度上尚未得到探索。本研究從萊茵衣藻中分離并確定了天然Ycf2-FtsHi復(fù)合體的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了一個含有綠藻特異性組分的19個亞基組成的復(fù)合體。傾斜的異六聚體AAA+ATP酶馬達(dá)模塊可能促進(jìn)前體蛋白從葉綠體內(nèi)膜復(fù)合體上的易位子轉(zhuǎn)移。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)前體蛋白能夠與Ycf2-FtsHi相互作用并增強(qiáng)ATP酶活性。葉綠體TOC-TIC超復(fù)合體整合Ycf2-FtsHi和易位子的結(jié)構(gòu)深刻揭示了前體蛋白易位過程中的物理相互作用和功能。通過對比陸地植物，本研究為理解葉綠體蛋白輸入馬達(dá)的組裝、功能、進(jìn)化保守和多樣性建立了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
原文鏈接：Conservation and specialization of the Ycf2-FtsHi chloroplast protein import motor in green algae.
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 李燦課題組
甲酸鹽作為一種綠色能源，可以利用CO2生產(chǎn)，作為生物轉(zhuǎn)化的碳源，受到越來越多的關(guān)注。微藻具有利用捕獲的光能促進(jìn)甲酸同化的天然優(yōu)勢。然而，天然轉(zhuǎn)化效率低和對電子傳遞鏈的抑制作用阻礙了其應(yīng)用的發(fā)展。本研究以萊茵衣藻 21 gr為模型，提出了一種提高甲酸鹽生物量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的途徑，并通過同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)得出甲酸鹽在光合生物中的存在途徑與氨基酸有關(guān)。通過增強(qiáng)葉綠體甘油醛-3-磷酸脫氫酶（cGAPDH）的表達(dá)，以及在甲酸鹽達(dá)常規(guī)致死劑量的條件下進(jìn)行適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)化（ALE），生物量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量分別比野生型提高了34%和55%。其光合活性的變化表明，細(xì)胞能量和還原力的平衡是微藻實(shí)現(xiàn)高甲酸生產(chǎn)力的必要條件。通過進(jìn)一步的蛋白質(zhì)組學(xué)研究，確定6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（6-PGD）為甲酸和氮共同化的關(guān)鍵酶。
原文及鏈接：Photosynthetic cultivation ofChlamydomonas reinhardtii with formate as a novel carbon source to the protein production