脂滴新研究模式的建立及微生物能源的开发

　　2013年10月,《Nucleic Acids Research》在线发表了我所刘平生研究员课题组产油菌的研究工作,题目为“Integrated omics study delineates the dynamics of lipid droplets in Rhodococcus opacus PD630”。

　　由于化石能源的逐渐枯竭,迫使生物燃料开发的迅猛发展。以微生物为基础的新型可再生清洁能源将可能引爆新一轮“工业革命”。美国能源部的研究报告指出,单位面积土地上微藻的产油量是地面植物的100倍。而为人类基因组做出巨大贡献的J. Craig Venter团队正在积极构建一个高效产油菌种,目的是要“发掘一个用之不竭的油田”。

　　浊红球菌Rhodococcus opacus PD630是一种革兰氏阳性菌。该菌株拥有强大的碳源转化能力,能够将各种碳源,比如自然界含量极高的纤维素和木质素转化成甘油三酯,以脂滴的形式储存起来,其含油量可高达菌体干重的87%,是目前被公认的发展生物能源最具潜力的候选菌种之一。

　　刘平生研究员自2008年回国后,逐步建立并完善了脂滴研究的平台,利用基因组学、蛋白质组学、转录组学、及系统生物学方法,在基因组所于军课题组的协助下,对PD630这株高效产油菌展开了系统性研究,首次测序并公布了该产油菌的全基因组信息、脂滴蛋白质组信息,和转录组学数据。并在此基础上进行了一些目标基因的研究。这些结果的发表,将有助于建立以原核生物为基础的新型脂滴研究模式,相较于复杂的真核细胞系统,不但更有利于促使脂滴生物学领域基本问题的解决,同时会大力推动微生物生物能源的开发。

　　图示：利用组学对产油菌Rhodococcus opacus PD630脂滴代谢的研究和应用 。图片来源：（从左至右从上至下）1，自画；2和3，原文图片；4，google图片biofuel；5，W?ltermann, J Bacteriol, 2005, 187: 3607–3619产油菌电镜图片；6，自画；7，产油菌荧光图片；8，Cyanobase网站蓝藻基因组图片；9，J.Craig Venter在能源藻类实验室。

　　该项工作得到科技部、国家自然科学基金委员会的资助。

　　文章链接:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24150943 

（供稿：刘平生课题组）