C - Chemistry – Metallurgy – 12 – N
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
12
N
C12N 15/82 (2006.01) C07K 14/415 (2006.01) C07K 14/47 (2006.01) C12N 1/12 (2006.01) C12N 1/13 (2006.01) C12N 15/65 (2006.01) C12N 15/79 (2006.01)
Patent
CA 2404900
Most microalgae are obligate photoautotrophs and their growth is strictly dependent on the generation of photosynthetically-derived energy. In this study it is shown that the microalga Phaeodaclylurn tricornutum can be engineered to import glucose and grow in the dark through the introduction of genes encoding glucose transporters. Both the human and Chlorella kessleri glucose transporters facilitated the uptake of glucose by P. tricornutum, allowing the cells to metabolize exogenous organic carbon and thrive, independent of light. This is the first successful trophic conversion of an obligate photoautotroph through metabolic engineering, and it demonstrates that methods of cell nourishment can be fundamentally altered with the introduction of a single gene. Since strains transformed with the glucose transport genes are able to grow non-photosynthetically, they can be exploited for the analysis of photosynthetic processes through mutant generation and characterization. Finally, this work also represents critical progress toward large-scale commercial exploitation of obligate phototrophic algae through the use of microbial fermentation technology, eliminating significant limitations resulting from light-dependent growth.
La plupart des microalgues sont des photo-autotrophes obligatoires et leur croissance dépend uniquement de la production d'énergie dérivée photosynthétiquement. Dans cette étude, on montre qu'il est possible de manipuler la microalgue Phaeodaclylurn tricornutum de façon qu'elle absorbe du glucose et qu'elle croisse dans le noir, en introduisant dans cette algue des gènes codant pour des transporteurs de glucose. A la fois le transporteur de glucose humain et le transporteur de glucose de Chlorella kessleri facilitent l'absorption de glucose par P. tricornutum, permettant aux cellules de métaboliser du carbone organique exogène et de bien se développer, indépendamment de la lumière. Cette manipulation métabolique a permis de réaliser et réussir la première conversion trophique d'un photo-autotrophe obligatoire, et elle démontre que des procédés de nutrition de cellules peuvent être fondamentalement modifiés par l'introduction d'un seul gène. Etant donné que des souches transformées à l'aide des gènes de transport de glucose peuvent croître de manière non photosynthétique, il est possible d'exploiter ces souches dans l'analyse de processus de photosynthèse, par le biais d'une production et caractérisation de mutants. Enfin, ce travail représente également un progrès important vers une exploitation commerciale à grande échelle d'algues phototrophes obligatoires, par utilisation d'une technologie de fermentation microbienne, les limitations importantes, liées à une croissance dépendant de la lumière, étant ainsi éliminées.
Allnutt F. C. Thomas
Apt Kirk E.
Kyle David J.
Lippmeier James C.
Martek Biosciences Corporation
Osler Hoskin & Harcourt Llp
LandOfFree
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