Водоросли привлекательны для создания возобновляемого источника энергии по ряду причин, в частности, они способны к росту в соленой воде и в экстремальных условиях, что позволяет экономить пресную воду.
В последнем номере журнала Nature Biotechnology представлены результаты исследования Института Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute) и компании Synthetic Genomics Inc., которые показывают как путем геномного редактирования можно повысить продукцию липидов - основы биодизеля - в микроводорослях вида Nannochloropsis gaditana более, чем вдвое, без существенного подавления роста штамма. Работа выполнена совместно с нефтяной компанией Exxon Mobil.
Водоросли Nannochloropsis gaditana уже применяются в биотехнологической промышленности для получения жирных кислот, и в предшествующих исследованиях было показано, что биосинтез жиров и жироподобных веществ увеличивается в условиях голодания аквакультуры по азоту. Однако этот успех сопровождается сдерживанием роста водорослей, что сказывается на продуктивности, а потому перед учеными стоит задача добиться сверхпродукции липидов при сохранении способности к накоплению водорослевой биомассы.
Авторы публикации сообщают о повышении уровня липидов в водорослях путем генетической настройки превращения углерода. Для этого они, проанализировав последовательности РНК, присутствующей в клетках водорослей в условиях голодания по азоту, сначала выявили 20 факторов транскрипции - предполагаемых негативных регуляторов синтеза липидов. Затем с помощью популярного метода редактирования CRISPR-Cas9 внесли мутации в гены 18 из них. В одном случае отключение регуляции привело к тому, что в липиды стали превращаться не 20% углерода, как в диком типе Nannochloropsis gaditana, а от 40 до 55%.
Мутант рос плохо, но некоторое подавление активности отредактированного регуляторного гена с помощью РНК-интерференции, при которой генетическая информация как бы заглушается малыми молекулами РНК, хоть и привело к некоторому снижению продуктивности, позволило сохранить нормальную скорость роста. Количество липидов при этом все равно было вдвое выше, чем у обычных водорослей того же вида. Липидное сырье, производимое водорослями, может быть переработано на обычных нефтеперегонных предприятиях, и полученное топливо по энергоемкости не будет отличаться от обычного дизельного топлива.
Компании ExxonMobil и Synthetic Genomics являются партнерами по исследованиям в области биоэнергетики с 2009 года. Однако, как сказано в заявлении энергетической компании, несмотря на нынешний положительный результат, до промышленного применения технологии еще далеко.
Эхо Москвы
