“中科院青岛能源所揭示工业微藻应激产油的蛋白质组动态规律”

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科技日报记者王健高通讯员刘佳

6月29日，记者从中科院青岛生物能源与过程研究所获悉，该所单细胞中心比较微囊藻，建立了缺氧胁迫下蛋白质组学的动态模型，明确了这一胁迫过程的三个生理阶段，为油脂代谢工程提供了新视角。 这项事业发表在“生物燃料技术”( biotechnology for biofuels )上。

工业油微藻在缺氮胁迫下可以大量合成油脂，这种胁迫反应是微藻能源的科学基础之一。 工业油微藻在氮胁迫下的油脂积累过程，一直受到学术界和工业界的关注。 前期，该所单细胞中心基于转录组和代谢物组建立了其机制模型( plant cell，doi:10.1105/tpc.113.121418 )，但转录组水平和代谢物组水平的实验数据有重要差异，遗传物组水平的实验数据存在差异。 这是因为从转录到代谢物的变化过程中受到了蛋白质水平的控制作用。

对比这一问题，我所单细胞中心游武欣博士和魏力博士率领的中德联合研究组发表了微囊藻缺氮胁迫下的时间序列蛋白质组学数据，结合相应的转录组和代谢组数据，应用最新的统计分解方法，确认细胞为氮

研究人员发现，这个过程可以分为三个阶段。 首先，氮缺乏初期:此时细胞感受到外界环境中的氮缺乏，但由于细胞内有一定量的氮储备，代谢过程变化不明显。 其次是氮缺乏中期:这个阶段细胞中残留的氮基本被消耗殆尽，需要通过蛋白质分解等方法回收氨基酸中的氮来维持细胞重要代谢过程的运转，光合作用和脂质代谢等过程也在一定程度上受到了影响。 最后，缺氮后期:细胞进一步提高蛋白质分解速度，三羧酸循环和油脂合成速度大幅提高，光合速度有所下降但仍在从事。

这个修正的模型更准确地描述了缺氮油的产生过程，进一步说明甘油三酯从头合成对油脂的积累起着主导作用，膜脂的回收只占脂质积累的一部分。 该模型为面向微藻代谢调控互联网提高油脂产率提供了一系列新的战略和目标