Mecanismos para la mayor tolerancia a la acidez en la caída de CA2 N. oceanica . Crédito:WEI Li
La rápida elevación del nivel de dióxido de carbono atmosférico ha provocado el calentamiento global y la acidificación de los océanos. Microalgas, representa casi el 40 por ciento de la fijación global de dióxido de carbono en la Tierra, están a la vanguardia de la batalla de la humanidad contra el cambio climático, ya que muchos de ellos pueden convertir directamente la luz solar y el dióxido de carbono industrial en combustibles de transporte y nutrientes ricos en energía.
Sin embargo, la alta concentración de dióxido de carbono en los gases de combustión generalmente inhibe el crecimiento de microalgas industriales. Por lo tanto, reduciendo el llamado "CO 2 efecto de envenenamiento, " es decir., mejorando la tolerancia a altos niveles de CO 2 , se ha convertido en una prioridad en el desarrollo de supermicroalgas para la fijación de carbono.
En un nuevo estudio publicado en Ingeniería metabólica , un equipo de científicos dirigido por el profesor XU Jian del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT), Academia de Ciencias de China (CAS), y el profesor Ansgar Poetsch de la Universidad de Ruhr, desarrolló una forma de mejorar la tolerancia a altos niveles de CO 2 en la microalga industrial productora de aceite Nannochloropsis.
El equipo de investigación comenzó por descubrir que CA2, una enzima clave del mecanismo de concentración de carbono (CCM), es un sensor clave del nivel de CO extracelular 2 . Entonces, en lugar de mejorar la función del sensor, redujeron su actividad mediante la eliminación de genes basados en ARNi. Asombrosamente, los mutantes pudieron crecer un 30 por ciento más rápido que las células de tipo salvaje con un 5 por ciento de CO 2 nivel en los gases de combustión, más de 100 veces superior al 0,04 por ciento de CO 2 nivel encontrado en el aire. Es más, esta ventaja fue persistente bajo varios tipos de fotobiorreactores y una amplia gama de escalas de cultivo.
En tiempos antiguos, CO atmosférico de la Tierra 2 El nivel era muchas veces más alto que el de hoy. Durante millones de años de evolución, los CCM de las microalgas, cuyo papel era concentrar CO 2 moléculas alrededor de la maquinaria de fijación de carbono predominante llamada RuBisCO, han tenido que adaptarse gradualmente a niveles cada vez más bajos de CO atmosférico 2 .
Por lo tanto, regulando a la baja la actividad de CCM, El equipo de investigación esencialmente hizo retroceder el reloj de este proceso evolutivo y devolvió el CCM moderno a su antiguo nivel alto de CO 2 -Forma acostumbrada. Este esfuerzo "anti-evolución" de los científicos mejora la tolerancia de la microalga a niveles altos de CO 2 entornos, como el que se encuentra en los gases de combustión.
Esta nueva estrategia tiene implicaciones generales para el desarrollo de microalgas industriales productoras de aceite y cultivos alimentarios. en circunstancias en las que los niveles altos de carbono son beneficiosos o incluso necesarios.
Estas circunstancias pueden surgir no solo en la conversión industrial de gases de combustión para reducir las emisiones de carbono y mitigar el calentamiento global, pero también a medida que la humanidad explora el espacio en busca de su próximo hogar. Por ejemplo, en Marte, el planeta más prometedor para servir como segundo hogar de la humanidad debido a su corta distancia de la Tierra, el nivel de CO 2 es tan alto como el 95 por ciento. Por lo tanto, Cambiar esta atmósfera hostil a una amigable para los humanos es una necesidad antes de que Marte pueda ser llamado hogar.
