Este número le recomienda un artículo publicado por el equipo del Profesor Wei Dong de la facultad de ciencias e Ingeniería alimentaria de la Universidad Tecnológica del Sur de China en la Revista Internacional de algas algal research: Rapid screening of high-protein Auxenochlorella pyrenoidosa mutant by an integrated system of atmospheric and room temperature plasma mutagenesis and high-throughput microbial microdroplet culture。 Este estudio utiliza la mutación de plasma a temperatura ambiente a presión atmosférica (artp) y el sistema integrado de cultivo de microgotas microbianas de alto rendimiento (mmc) para seleccionar rápidamente mutantes de clorella proteica con alto contenido de proteínas, proporcionando un candidato prometedor para la producción de proteínas alternativas por fermentación heteróloga.

A medida que la población mundial crece, también aumenta la demanda de alimentos, lo que aumenta la demanda de encontrar nuevas fuentes de proteínas en medio de la disminución de las tierras cultivadas y las preocupaciones éticas sobre la producción tradicional de carne. Las microalgas, como fuente prometedora de proteínas alternativas, son ricas en proteínas, aminoácidos, ácidos grasos poliinsaturados (pufas), vitaminas y minerales. Sin embargo, en condiciones de cultivo heterotrófico, debido a la disminución de la síntesis de proteínas dependientes de la fotosíntesis, las microalgas suelen mostrar un bajo contenido de proteínas (menosdel 40% de peso seco), lo que limita su potencial como fuente alternativa de proteínas. Para superar estos desafíos, el desarrollo de nuevas cepas de microalgas con alto contenido natural de proteínas es crucial para la producción eficiente a gran escala de proteínas a través de la fermentación heterotrófica.

Los investigadores utilizaron la mutación artp en la etapa inicial para obtener clorella aurea A4 - 1 como cepa de algas de partida, realizaron una nueva ronda de mutación artp y, después de 15 segundos de irradiación, se transfirieron al cultivo de agitador. Las células en fase de crecimiento logarítmico se diluyeron a un valor de 0,6 - 0,8 nm de od450 y se transfirieron al sistema MMC para su posterior cultivo.

En el sistema mmc, se generan inicialmente 50 gotas, cada una de las cuales funciona durante 24 - 46 horas, detectando el valor de absorción de luz de las gotas a 450 nm en tiempo real para caracterizar el crecimiento de las algas. Después de tres rondas de cultivo, se seleccionaron gotas de buen crecimiento (gota 28). Todo el proceso experimental duró solo 116 horas, lo que representa una gran mejora en comparación con el sistema de tabletas tradicional (figura 2a). Las gotas fueron clasificadas monoclonalmente para obtener 23 bacterias, y 4 de ellas (mmc - 1, 7, 8 y 11) fueron seleccionadas para su análisis posterior con tasas de crecimiento más altas o concentraciones de biomasa (figura 2b).

El crecimiento celular y la producción de biomasa de los cuatro mutantes seleccionados (mmc - 1, 7, 8, 11) cultivados en un matraz de 250 ML se muestran en la figura 3A. Todos los mutantes experimentaron un patrón de crecimiento similar al de la CEPA de algas A4 - 1, experimentaron un retraso inicial y luego entraron rápidamente en el período de crecimiento exponencial. El MMC - 7 alcanzó la concentración máxima de biomasa de 8,21 G / l, un 8,49% más que los 7,57 G / L de la CEPA A4 - 1 (p < 0,05). Al mismo tiempo, los cuatro mutantes mostraron visualmente un color dorado similar al de la CEPA de algas A4 - 1, sin detección de clorofila b, que representa solo el 1% del tipo salvaje (wt) (figura 3b).

El análisis de componentes bioquímicos mostró un aumento del contenido de proteínas entre un 12% y un 40% entre los cuatro mutantes (figura 4). Los mutantes de MMC - 8 mostraron el mayor contenido de proteínas (63,26% de peso seco) y el bajo contenido de almidón (8,59% de peso seco), un 40,11% más y un 56,24% menos que la CEPA inicial A4 - 1, respectivamente. Además, el MMC - 8 también tuvo un buen desempeño en la calidad de las proteínas, con un contenido de aminoácidos (44,35% de peso seco) y una puntuación (95) superior a A4 - 1.

Este estudio muestra el potencial del sistema artp - mmc como una poderosa plataforma de cribado de alto rendimiento, que no solo mejora la eficiencia de la síntesis de proteínas, sino que también reduce el contenido de almidón, haciendo que la distribución del carbono se incline hacia la síntesis de proteínas, lo que es de gran importancia para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de La producción de proteínas biológicas.

Enlace a la tesis: https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103509