日本研究人员发现了一种藻类调节其淀粉生产的自然方式。他们相信这种生物机制可用于增加藻类的淀粉含量，这将使在农业规模上种植这种微小植物更加高效和有利可图。
淀粉不仅仅是植物的天然燃料。它也可以变成可再生材料，如生物塑料和生物燃料。这些更清洁、更可持续的产品最终可能会取代其以石油为基础的产品，这将是朝着实行可持续生活的社会迈出的一大步。
这份新报告来自 东京工业大学 (Tokyo Tech)和东北大学(Tohokudai)的研究人员。他们正在研究 Cyanidioschyzon merolae，一种生活在含大量硫的酸性温泉中的单细胞藻类。
他们将雷帕霉素靶标 (TOR) 确定为控制藻类中淀粉积累的蛋白激酶。蛋白激酶是将磷酸基团连接到其他蛋白质上的酶，从而改变这些蛋白质的性质。特别是 TOR 参与细胞的正常生长。
新方法让红藻产生 10 倍的淀粉
在他们的实验中，Tokyo Tech-Tohokudai 团队关闭了红藻中的 TOR。藻类仅用了 12 小时就显示出更高量的淀粉。在 48 小时内，水平上升到原来的 10 倍。
研究人员对淀粉含量的显着提高很感兴趣，他们仔细研究了 50 多种不同类型的蛋白质。他们检查了一种蛋白质的结构，看看是否有任何微小的变化与藻类中淀粉的快速增加有关。
最终，他们将高尔基体蛋白一 (GLG1) 确定为参与该过程的主要蛋白质。GLG1 在启动藻类和植物中淀粉的合成方面发挥着重要作用。它的作用方式与糖原蛋白(一种动物和酵母在其自身淀粉生产过程中使用的酶)的作用方式大致相同。
他们的发现对于希望满足化妆品、燃料添加剂、塑料和其他化石燃料产品的环保替代品需求的生物燃料和生化公司至关重要。随着越来越多的国家逐步淘汰一次性塑料产品，由淀粉制成的替代生物基等价物可以填补这一空白。
富含淀粉的藻类可以满足对生物燃料和其他生物产品的需求
在生产淀粉方面，藻类与更复杂的陆生植物相比具有多项优势。一磅一磅，这些微小的生物在将阳光转化为食物方面效率更高。
它们也更容易作为农作物种植。藻类池塘占用的空间不如农田多。藻类本身总体上使用较少的资源。他们不需要对玉米和其他作物进行特殊处理。
除了淀粉，藻类还产生大量的甘油三酯，这是最简单的脂肪酸类脂类。这两个有用的基团化合物构成了藻类生物量的很大一部分。
鉴于它们所处的恶劣环境， Cyanidioschyzon merolae 并不是大规模种植的最佳人选。但是东京科技东北台的研究人员正计划将他们从红藻中学到的知识应用到其他光合生物上。
其他种类的藻类可能会使其淀粉生产能力增加数倍。同样的情况也可能适用于高等植物，例如鼠耳水芹 ( Arabidopsis thaliana )，它是世界上研究最广泛和了解最广泛的植物之一。
“这些信息将有助于开发提高淀粉生物合成生产力的技术，同时改善可持续的生物质和生物能源生产，”东京科技研究员 Sousuke Imamura 总结道。
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