阿根廷圣達(dá)菲羅薩里奧國(guó)立大學(xué) Mariana Martín課題組
磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 （PEPCK） 催化草酰乙酸 （OAA） 脫羧和磷酸化的可逆反應(yīng)生成磷酸烯醇丙酮酸 （PEP） 和 CO2主要在綠藻中起糖異生作用。我們?cè)谌R茵衣藻中發(fā)現(xiàn)了兩種PEPCK亞型，并克隆、純化和表征了這兩種酶。ChlrePEPCK1 作為脫羧酶比 ChlrePEPCK2 更具活性。ChlrePEPCK1 是六聚體，其活性受檸檬酸鹽、苯丙氨酸和蘋果酸鹽的影響，而 ChlrePEPCK2 是單體的，受檸檬酸鹽、苯丙氨酸和谷氨酰胺的調(diào)節(jié)。我們假設(shè)發(fā)現(xiàn)的兩種 PEPCK 亞型起源于基因的選擇性剪接或酶的調(diào)節(jié)蛋白水解。這兩種亞型的存在將是精細(xì)調(diào)節(jié)PEPCKs生物活性的機(jī)制的一部分。
原文鏈接：Two phosphoenolpyruvate carboxykinases with differing biochemical properties in Chlamydomonas reinhardtii
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(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)審查，認(rèn)定其與 2022 年第 2 號(hào)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(chǎng)，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(jiǎn)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(gè)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(duì)于深入研究細(xì)胞內(nèi)金屬離子的儲(chǔ)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(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)審查，認(rèn)定其與 2022 年第 2 號(hào)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(chǎng)，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(huì)嚴(yán)重影響其光合作用性能。如果再加上不可預(yù)測(cè)的氣候變化，這些影響的致命性就會(huì)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(zhǎng)的細(xì)胞在強(qiáng)光下表現(xiàn)出更優(yōu)越的生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)的樣品中，即使在強(qiáng)光下，超級(jí)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(zhǎng)細(xì)胞與非 PEG 生長(zhǎng)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(dòng)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
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(dòng)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(gè)含有綠藻特異性組分的19個(gè)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(duì)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(guó)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(shì)。然而，天然轉(zhuǎn)化效率低和對(duì)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
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所 曹旭鵬課題組
微藻光合自養(yǎng)生產(chǎn)受到碳能和光能有效供給的限制，生產(chǎn)效率低于理論值。以甲醇為代表的C1化合物已通過人工光合作用工業(yè)化生產(chǎn)，太陽(yáng)能效率超過10%，但人工產(chǎn)物的復(fù)雜性較弱。在這里，基于葉綠體工廠的建設(shè)，綠色微藻萊茵衣藻CC137c被改造用于甲酸的生物轉(zhuǎn)化以用于生物質(zhì)生產(chǎn)。通過篩選葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽的最佳組合，cabII-1 cTP1融合甲酸脫氫酶對(duì)甲酸的轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)，并且在維持光反應(yīng)活性方面表現(xiàn)更好。這項(xiàng)工作提供了一種通過人工-自然混合光合作用從太陽(yáng)能和二氧化碳中獲取生物產(chǎn)物的新方法，其效率可能高于自然界。
原文鏈接：Chlamydomonas reinhardtii chloroplast factory construction for formate bioconversion
香港城市大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 王文雄 & 楊能課題組
低生物量生產(chǎn)率和長(zhǎng)期光合效率極大地限制了微藻生物燃料的生產(chǎn)。在此，提出了一種基于具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射(AIE)特性的生物相容性胞外聚合物(EPS)探針來選擇具有高光合能力的高生長(zhǎng)、抗逆性藻株的新策略。具體來說，合成了AIE活性EPS探針，用于在不同藻類生長(zhǎng)階段原位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)EPS生產(chǎn)力。通過結(jié)合基于AIE的熒光技術(shù)，藻類細(xì)胞根據(jù)其葉綠素和EPS信號(hào)分為四個(gè)不同的種群。對(duì)分選的藻類細(xì)胞的機(jī)制研究表明，它們具有顯著的抗逆性，并且細(xì)胞分裂、生物聚合物生產(chǎn)和光合作用相關(guān)基因表達(dá)水平高。分選和傳代培養(yǎng)的藻類細(xì)胞始終表現(xiàn)出相對(duì)較高的生長(zhǎng)率和光合能力，導(dǎo)致藻類生物量產(chǎn)量、葉綠素和脂質(zhì)增加（1.2至1.8倍）。這項(xiàng)研究可能開辟促進(jìn)基于微藻的生物燃料生產(chǎn)的新策略。
原文鏈接：Bioprospecting of Chlamydomonas reinhardtii for boosting biofuel-related products production based on novel aggregation-induced emission active extracellular polymeric substances nanoprobe
維羅納大學(xué)生物技術(shù)系?Matteo?Ballottari課題組鈣(Ca2+)依賴信號(hào)在植物和動(dòng)物細(xì)胞對(duì)不同環(huán)境刺激的反應(yīng)中起著很重要的作用。在綠藻模式生物萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中，Ca2+信號(hào)在脅迫反應(yīng)、光合作用和鞭毛功能等不同生理過程中起著至關(guān)重要的作用。最近的報(bào)道確定了Ca2+信號(hào)機(jī)制在特定亞細(xì)胞區(qū)室水平的潛在成分，并報(bào)道了響應(yīng)環(huán)境刺激的胞質(zhì)Ca2+濃度的體內(nèi)成像。C. reinhardtii中這些Ca2+相關(guān)機(jī)制和蛋白質(zhì)的表征為微藻如何感知和響應(yīng)環(huán)境刺激提供了相關(guān)知識(shí)，同時(shí)也為這種Ca2+信號(hào)機(jī)制如何進(jìn)化提供了信息。在這里，我們回顧了目前關(guān)于C. reinhardtii中Ca2+信號(hào)產(chǎn)生、形成和解碼的細(xì)胞機(jī)制的知識(shí)，概述了參與其不同亞細(xì)胞區(qū)室Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)的已知和可能的分子參與者。還討論了最近開發(fā)的用于測(cè)量活的C. reinhardtii細(xì)胞中時(shí)間分辨率Ca2+信號(hào)的先進(jìn)工具包，建議它們?nèi)绾胃倪M(jìn)Ca2+信號(hào)在微藻對(duì)環(huán)境刺激的細(xì)胞反應(yīng)中作用的研究。
原文鏈接：Chlamydomonas reinhardtii cellular compartments and their contribution to intracellular calcium signalling
https://doi.org/10.1093/jxb/erab212
The post 萊茵衣藻細(xì)胞區(qū)室及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)傳導(dǎo)的貢獻(xiàn) first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>萊茵衣藻是一種單細(xì)胞綠藻，別看它體型微小，卻有著豐富的營(yíng)養(yǎng)成分。其蛋白質(zhì)含量極高，可高達(dá) 50% – 60%，且這些蛋白質(zhì)含有人體所需的多種必需氨基酸，其氨基酸組成較為平衡，這意味著它們能夠?yàn)槿梭w提供優(yōu)質(zhì)的蛋白來源，對(duì)于維持身體的正常生理功能、修復(fù)組織和促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育有著關(guān)鍵作用。無論是對(duì)于素食者，還是需要補(bǔ)充蛋白質(zhì)的健身人群，萊茵衣藻都不失為一種理想的選擇。
除了蛋白質(zhì)，萊茵衣藻富含多種維生素。其中包括維生素 A、維生素 C、維生素 E 等抗氧化維生素。維生素 A 對(duì)于維護(hù)視力健康至關(guān)重要，能夠預(yù)防夜盲癥和干眼癥等眼部問題；維生素 C 則是增強(qiáng)免疫力的 “小能手”，它可以促進(jìn)白細(xì)胞的生成和活性，幫助身體抵御病原體的侵襲，同時(shí)還具有抗氧化作用，減少自由基對(duì)細(xì)胞的損害；維生素 E 同樣是強(qiáng)大的抗氧化劑，能夠保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化損傷，延緩細(xì)胞衰老過程。
在礦物質(zhì)方面，萊茵衣藻也不遜色。它含有鈣、鐵、鋅、鎂等多種礦物質(zhì)。鈣是構(gòu)成骨骼和牙齒的主要成分，對(duì)于維持骨骼強(qiáng)度和密度起著核心作用，尤其對(duì)于兒童和老年人的骨骼健康意義重大；鐵是血紅蛋白的重要組成部分，負(fù)責(zé)氧氣在體內(nèi)的運(yùn)輸，缺鐵可能導(dǎo)致貧血，適量攝入萊茵衣藻有助于預(yù)防缺鐵性貧血；鋅參與人體多種酶的合成和活性調(diào)節(jié)，對(duì)免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作不可或缺；鎂對(duì)于心血管健康有益，可調(diào)節(jié)心臟節(jié)律和肌肉收縮。
更值得一提的是，萊茵衣藻中還含有獨(dú)特的生物活性成分，如葉黃素和 Omega – 3 脂肪酸等。葉黃素是一種類胡蘿卜素，在視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域高度富集，能夠過濾有害藍(lán)光，預(yù)防視網(wǎng)膜病變和老年性黃斑變性等眼部疾病。Omega – 3 脂肪酸包括 EPA 和 DHA，它們對(duì)心血管系統(tǒng)有著積極的影響，可降低血脂、減少動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)大腦發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)功能的維護(hù)也有重要作用，有助于提高記憶力和認(rèn)知能力。
從健康功效來看，萊茵衣藻在抗氧化、抗炎和調(diào)節(jié)腸道菌群等方面也展現(xiàn)出潛力。其豐富的抗氧化成分可以清除體內(nèi)過多的自由基，自由基就像身體里的 “小惡魔”，會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)一系列慢性疾病，如癌癥、心血管疾病和糖尿病等。通過抗氧化作用，萊茵衣藻能夠幫助身體維持細(xì)胞的健康狀態(tài)。此外，萊茵衣藻還具有一定的抗炎特性，慢性炎癥是許多疾病的根源，而它能夠抑制炎癥因子的產(chǎn)生，減輕炎癥反應(yīng)。在腸道健康方面，研究發(fā)現(xiàn)萊茵衣藻可能有助于調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，抑制有害菌的繁殖，為腸道健康營(yíng)造良好的環(huán)境，進(jìn)而對(duì)整體健康產(chǎn)生積極影響。
總之，萊茵衣藻以其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和多樣化的健康功效，成為了現(xiàn)代健康食品領(lǐng)域的新寵。隨著科學(xué)研究的不斷深入，相信它將在提升人類健康水平的道路上發(fā)揮更為重要的作用，為我們的健康生活帶來更多的驚喜。
The post 萊茵衣藻：營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與健康功效的綠色寶藏 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>萊茵衣藻是一種單細(xì)胞綠藻，呈球形或橢圓形，直徑通常在 5 至 10 微米之間。在顯微鏡下觀察，它展現(xiàn)出清晰而優(yōu)美的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁輕薄而透明，內(nèi)部的細(xì)胞質(zhì)中，葉綠體猶如綠色的寶石，分布均勻且充滿活力。葉綠體中含有葉綠素，賦予了萊茵衣藻進(jìn)行光合作用的能力，使其能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能，為自身的生命活動(dòng)提供能量。
萊茵衣藻的價(jià)值不可小覷。在科研領(lǐng)域，它是研究光合作用、細(xì)胞周期、遺傳和進(jìn)化等生物學(xué)過程的理想模式生物。其基因組相對(duì)較小且簡(jiǎn)單，遺傳操作容易，使得科學(xué)家們能夠深入探究生命的奧秘。通過對(duì)萊茵衣藻的研究，我們對(duì)于光合作用的機(jī)制有了更深入的理解。光合作用是地球上幾乎所有生命賴以生存的基礎(chǔ)過程，而萊茵衣藻的光合作用機(jī)制研究為提高農(nóng)作物的光能利用效率提供了重要的理論基礎(chǔ)。
在醫(yī)藥領(lǐng)域，萊茵衣藻也展現(xiàn)出了巨大的潛力。它可以被用于生產(chǎn)藥用蛋白和生物活性物質(zhì)。例如，通過基因工程技術(shù)，將編碼特定藥用蛋白的基因?qū)肴R茵衣藻中，使其能夠大量表達(dá)和生產(chǎn)這些蛋白。這種生產(chǎn)方式具有成本低、效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，為藥物的研發(fā)和生產(chǎn)開辟了新的途徑。此外，萊茵衣藻中含有的一些生物活性物質(zhì)，如多糖、多肽等，具有抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等作用，有望開發(fā)成為新型的藥物或保健品。
萊茵衣藻的功能多樣且重要。在環(huán)境保護(hù)方面，它能夠吸收水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，起到凈化水質(zhì)的作用。在一些富營(yíng)養(yǎng)化的水域中，萊茵衣藻的存在可以幫助減輕水體污染，恢復(fù)生態(tài)平衡。同時(shí)，萊茵衣藻在生物能源領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。由于其能夠積累油脂，通過生物技術(shù)手段，可以將其轉(zhuǎn)化為生物柴油。與傳統(tǒng)的化石能源相比，生物柴油具有可再生、環(huán)保、低碳排放等優(yōu)點(diǎn)，是未來能源發(fā)展的一個(gè)重要方向。
不僅如此，萊茵衣藻在食品工業(yè)中也有一定的應(yīng)用。它富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，可以作為食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，萊茵衣藻還可以作為餌料，為魚類、蝦類等水生生物提供豐富的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育。
總之，萊茵衣藻以其獨(dú)特的形態(tài)、巨大的價(jià)值和多樣的功能，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源領(lǐng)域以及食品工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們對(duì)萊茵衣藻的認(rèn)識(shí)和利用還將不斷深入和拓展，相信它將為人類帶來更多的福祉和驚喜。未來，萊茵衣藻或許會(huì)成為解決能源危機(jī)、環(huán)境問題和健康挑戰(zhàn)的重要力量，為我們創(chuàng)造一個(gè)更加美好的世界。讓我們持續(xù)關(guān)注這一微小而神奇的生物，期待它在科學(xué)的舞臺(tái)上綻放出更加絢爛的光彩。
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注：圖片源于百度百科。
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