Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Xác định enzyme thúc đẩy quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học (07/09/2018)

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tokyo đã tìm ra một loại enzyme thuộc dòng glycerol-3-phosphate acyltransferase (GPAT) có triển vọng làm tăng sản lượng nhiên liệu sinh học từ tảo đỏ Cyanidioschyzon merolae.

Tảo đỏ C. merolae sinh trưởng trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Sousuke Imamura.

Tảo được biết đến với khả năng lưu trữ khối lượng lớn dầu triacylglycerol (TAG) trong các điều kiện bất lợi như thiếu nitơ. Hiểu chính xác cách tảo có thể làm được điều này, là mối quan tâm chính của ngành công nghệ sinh học, vì TAG có thể được chuyển đổi thành diesel sinh học. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng loài tảo đỏ đơn bào C. merolae làm sinh vật mô hình để để khám phá cách cải thiện sản lượng TAG.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tokyo do Sousuke Imamura dẫn đầu, đã chỉ ra rằng enzyme GPAT1 quyết định khả năng lưu trữ TAG trong C. merolae ngay cả trong các điều kiện sinh trưởng bình thường, nghĩa là không cần gây sức ép. Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu đã chứng minh được rằng năng suất TAG có thể tăng nhiều hơn 56 lần ở chủng C. merolae biểu hiện mạnh GPAT1 so với chủng kiểm soát, mà không gây tác động xấu đến khả năng sinh trưởng của tảo.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports, tiếp nối nghiên cứu trước đây của Imamura và các cộng sự với đề xuất hai GPAT gồm GPAT1 và GPAT2, có thể liên quan chặt chẽ đến sự tích tụ của TAG trong C. merolae.

Theo các nhà khoa học, kết quả nghiên cứu cho thấy phản ứng được xúc tác bởi GPAT1, là một bước hạn chế tốc độ tổng hợp TAG trong C. merolae và sẽ là một mục tiêu tiềm năng để cải thiện năng suất TAG trong vi tảo. Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục khám phá cách cả GPAT1 và GPAT2 tác động đến sự tích tụ TAG. Bước quan trọng tiếp theo sẽ là xác định các yếu tố phiên mã kiểm soát biểu hiện của từng gen được quan tâm.

Theo các nhà khoa học, “Nếu chúng ta có thể xác định các yếu tố chi phối và thay đổi chức năng của chúng, thì năng suất TAG sẽ được cải thiện vì các yếu tố phiên mã ảnh hưởng đến biểu hiện của rất nhiều gen bao gồm cả các gen liên quan đến GPAT1. Phương pháp này dựa vào cơ chế phân tử cơ bản tổng hợp TAG sẽ dẫn đến hoạt động sản xuất nhiên liệu sinh học thương mại thành công nhờ sử dụng vi tảo".

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 28/8/2018