微細藻類からの糖尿病：バイオテクノロジー用途向けの効率的な炭素源

グリコール酸塩は、リブロース-1,5-ビスリン酸の酸素化を介して高温およびCI照明下での独立栄養細胞で産生されます。単細胞藻類では、還元剤、ATP、CO2排出（光検査）を消費することにより、グリコール酸が排泄物を介して失われるか、C2サイクルを介して代謝されます。したがって、光検査はバイオマス生産の抑制プロセスです。ただし、カルボキシル化/酸素化が2の場合、細胞はグリコール酸塩を生成する「細胞工場」になるように操作できます。これらの条件下でC2サイクルがブロックされている場合、糖分化は光合成炭素流の唯一の経路になります。この研究の目的は、新しいバイオテクノロジープラットフォームとしての藻類ベースのグリコレート排泄のバイオテクノロジーの適用性を証明することです。クラミドモナスの細胞は、特定の条件下で培養して、光相中に一定かつ長期の安定したグリコール酸排泄を確立することができることが示されています。培養は、細胞活力における機能の損失なしにグリコール酸生合成に移動した同化炭素の82％の高効率を達成しました。さらに、培地でのグリコール酸蓄積は、微生物発酵に直接使用されるほど十分に高いが、グリコール酸塩産生細胞に毒性効果を示さない。

Glycolate is produced in autotrophic cells under high temperatures and Ci -limitation via oxygenation of ribulose-1,5-bisphosphate. In unicellular algae, glycolate is lost via excretion or metabolized via the C2 cycle by consuming reductants, ATP and CO2 emission (photorespiration). Therefore, photorespiration is an inhibitory process for biomass production. However, cells can be manipulated in a way that they become glycolate-producing 'cell factories', when the ratio carboxylation/oxygenation is 2. If under these conditions the C2 cycle is blocked, glycolate excretion becomes the only pathway of photosynthetic carbon flow. The study aims to proof the biotechnological applicability of algal-based glycolate excretion as a new biotechnological platform. It is shown that cells of Chlamydomonas can be cultivated under specific conditions to establish a constant and long-term stable glycolate excretion during the light phase. The cultures achieved a high efficiency of 82% of assimilated carbon transferred into glycolate biosynthesis without losses of function in cell vitality. Moreover, the glycolate accumulation in the medium is high enough to be directly used for microbial fermentation but does not show toxic effects to the glycolate-producing cells.