Conversion des glucides en lipides pour les biocarburants de microalgues


Biocarburants microalgues: convertir les glucides en lipides

1: Image au microscope électronique de la production de lipides dans la microalgue Chlamydomonas sp. Crédit photo: Université de Kobe

Dans le cadre d’une collaboration interinstitutionnelle, une technologie a été développée avec laquelle ressources en carbone des peuvent être divisées en lipides dans les microalgues. On espère que cette méthode pourra être appliquée à la production de biocarburants. Cette découverte est le résultat d’une collaboration entre un groupe de recherche du Centre de recherche en génie biologique de l’Université de Kobe, composé du professeur adjoint du projet Kato Yuichi et du professeur Hasunuma Tomohisa et al., Et du chercheur senior Satoh Katsuya et al. au Takasaki Advanced Radiation Research Institute de la Direction de la recherche la recherche sur les faisceaux quantiques (National Institutes of Quantum and Radiological Science and Technology).

Ces résultats de recherche ont été publiés dans la revue internationale Biologie de la communication.

Les biocarburants sont des ressources renouvelables qui ont reçu beaucoup d’attention dans la création de sociétés plus durables. Les microalgues sont des organismes photosynthétiques capables de produire des lipides à partir du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, ce qui en fait des candidats prometteurs pour la fabrication de biocarburants. Un groupe de recherche de l’Université de Kobe, composé du professeur assistant de projet Kato Yuichi et du professeur Hasunuma Tomohisa et al. a que dans des conditions de lumière / obscurité (c’est-à-dire de jour et de nuit), la plupart des ressources en carbone étaient détournées vers la production d’amidon plutôt que vers la production de lipides. C’est un problème dans la culture d’espèces de microalgues à l’extérieur.

Méthodologie de recherche

Pour cette étude de recherche, le professeur assistant du projet Kato et le groupe de recherche de l’Université de Kobe du professeur Hasunuma ont travaillé avec le chercheur principal Satoh et al. aux National Institutes of Quantum and Radiological Science and Technology (QST). Les chercheurs ont utilisé le faisceau d’ions du Takasaki Advanced Radiation Research Institute de QST pour induire une mutation dans les microalgues. Cela leur a permis de créer une nouvelle souche mutante appelée Chlamydomonas sp. KOR1, qui peut produire de grandes quantités de lipides même dans des conditions claires / sombres.

Biocarburants microalgues: convertir les glucides en lipides

Figure 2: Modèle de production de lipides créé en cassant l’enzyme de débranchement de l’amidon dans les microalgues.

Les chercheurs ont découvert que cette souche de KOR1 présentait des troubles dans le gène de l’enzyme de débranchement de l’amidon ISA1, qui produit un glucide différent: le phytoglycogène au lieu de l’amidon (Figure 1).

Normalement, les microalgues synthétisent et accumulent des glucides (amidon) pendant les périodes de lumière et les décomposent dans l’obscurité. Cependant, de nombreux glucides s’accumulent et ne peuvent pas être complètement décomposés. En revanche, le glucide synthétisé par KOR1 (phytoglycogène) était complètement décomposé pendant la période d’obscurité. Les résultats de l’analyse métabolomique KOR1 ont montré une augmentation complète des métabolites intermédiaires dans les voies de synthèse de l’amidon et des lipides (les métabolites intermédiaires étaient le fructose-6-phosphate, le glucose-6-phosphate, l’acétyl-CoA et le glycérol-3-phosphate). À partir de cette analyse, les chercheurs ont mis en lumière le mécanisme métabolique sous-jacent à l’augmentation de la production de lipides résultant de la perturbation du gène ISA1. Dans la souche KOR1, le glucide (phytoglycogène) a été rapidement décomposé et les métabolites intermédiaires ont ensuite induit la décomposition de la ressource en carbone en production lipidique (Figure 2).

Pour fabriquer des biocarburants avec des microalgues, ces organismes doivent être cultivés à l’extérieur au soleil. Dans ces conditions de lumière / obscurité, cependant, il y a une diminution inévitable de la production de lipides. La technique du «partage des ressources en carbone en perturbant le gène de l’enzyme de déramification de l’amidon» développée par cette recherche est une réponse à ce problème. Il est à espérer que cette nouvelle méthode pourra contribuer à la mise en œuvre à grande échelle de la production de biocarburants à partir de microalgues.


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Plus d’information:
Yuichi Kato et coll. Amélioration de la dégradation des glucides en lipides et caroténoïdes en perturbant l’enzyme de débranchement de l’amidon de microalgues, Biologie de la communication (2021). DOI: 10.1038 / s42003-021-01976-8

Fourni par l’Université de Kobe

Citation: of Carbohydrates to Lipids for Microalgae Biofuels (2021, 6 mai), consulté le 9 mai 2021 sur https://phys.org/news/2021-05-carbohydrates-lipids-microalgae-biofuels.html

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