体脂超标？NO！TA说越高越好_风闻

　　进入五月，夏天悄然而来，珍藏了一个冬天的肥肉开始瑟瑟发抖。为了美丽与健康，“降低体脂率”成为了人们孜孜不倦的追求，以燃脂为目的的刘畊宏毽子舞一度成为风靡全网的时尚。然而，对于地球上的TA来说，体脂率却是越高越好，这是为什么呢？

　　（图片来自网络）

　　微藻“脂肪”——吃掉CO2的产物，是清洁能源的不二之选

　　体脂率，指脂肪重量占人体总重量的百分比，是衡量一个人是否肥胖的重要标准。微藻中的脂肪主要以三酰甘油TAG的形式存在，通过光合作用由CO2和水转化而成。

　　科学家发现，微藻体内的脂肪经过物理/化学方法的提炼加工，可以转化成绿色环保型的柴油和航油，且相比其油料作物，微藻生长周期短，单位产油量大，因此被称为第三代生物燃料。

　　一般情况下，恶劣的外界环境（如营养缺乏、高光、高温等）会激发微藻体内TAG的积累，而不同微藻体内的TAG含量却不尽相同。美国能源部曾对微藻开展大规模搜集、筛选和鉴定，发现微拟球藻的“体脂率”高达68%，是当之无愧的微藻界大胖子，在固碳减排方面存在巨大潜力。

　　（图片来源：中科院青岛能源所单细胞中心）

　　蓝光虽然伤眼睛，却能提高TA的“体脂率”

　　蓝光是波长处于400 nm - 480 nm之间具有较高能量的光线，会增加眼睛内黄斑区毒素量，严重威胁眼底健康。而在青岛能源所单细胞中心针对海洋微拟球藻的一项研究中，发现了蓝光不同寻常的作用——提高微藻“体脂率”。

　　研究人员在微拟球藻中发现了一个前所未知的“蓝光-NobZIP77-NoDGAT2B”调控通路。当培养环境中营养（氮素）丰富时，一个名为NobZIP77的蛋白（蓝光感受器），会通过与目标DNA调控序列的结合，抑制NoDGAT2B等TAG合成酶的合成，从而关闭了微藻细胞中的TAG生产线。然而，当环境中氮素耗尽时，微藻内具有吸收蓝光作用的叶绿素a会减少，导致更多蓝光进入细胞核。这样，细胞核内的NobZIP77会因为蓝光的作用，与目标DNA调控序列分离，解除对NoDGAT2B等TAG合成酶的“锁定”效果，从而触发微藻细胞中TAG的生产。

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　　BLIO技术，让TA变成了大胖子

　　基于上述发现，单细胞中心发明了名为BLIO的蓝光特异性诱导高产油技术。首先，对微拟球藻进行基因改造，去掉NobZIP77基因；然后，将改造的微拟球藻在白光和氮素丰富的情况下培养9天；最后，启动蓝光照射。研究人员发现，BLIO技术会大幅提高微拟球藻的峰值TAG产量，与改造前的培养过程相比，TAG生产率提高了整整一倍。

　　那么问题来了，去掉了NobZIP77基因的微拟球藻，理论上不存在蓝光诱导产油的作用靶点了，为什么蓝光仍可以提高TAG产量呢？

　　首先，微拟球藻中存在多种蓝光感受器，NobZIP77只是其中的一种，不同蓝光感受器之间可能存在一些目前未知的协同或拮抗作用。其次，与细胞内TAG组装相关的DGAT酶存在多种类型，包括DGAT2A、DGAT2C、DGAT2D、DGAT2H、DGAT2J、DGAT2K等。因此，NobZIP77基因的去除，并不能完全取消蓝光对TAG合成的影响，蓝光照射可能会通过与其他蓝光感受器作用，影响其他DGAT酶，进而诱导TAG合成。

　　BLIO技术助力微藻服务碳达峰与碳中和（图片来源：中科院青岛能源所单细胞中心）

　　“碳达峰、碳中和”目标的提出，是中国应对全球气候问题的庄严承诺。在蓝光帮助下“体脂率”不断升高的微藻大胖子，将在捕获CO2的同时产生更多的清洁能源，在双碳行动中发挥更加重要的作用。

　　参考文献：

　　1. Peng Zhang#, Yi Xin#, Yuehui He, Xianfeng Tang, Chen Shen, Qintao Wang, Nana Lv, Yun Li, Qiang Hu, Jian Xu*. Exploring a blue-light-sensing transcriptional factor to double the peak productivity of oil in Nannochloropsis oceanica. Nature Communications 2022, 13(1): 1664.

　　来源：中国科学院青岛生物能源与过程研究所