Ученые из Университета Уппсалы обнаружили способ управлять накоплением крахмала в зеленых водорослях с помощью синего света. Это открывает новые возможности для производства биотоплива, устойчивого сельского хозяйства и технологий по улавливанию углекислого газа. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom)
В центре внимания оказались микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii, которые, как и растения, используют свет для фотосинтеза и преобразуют углекислый газ в углеводы. Эти углеводы могут либо использоваться для роста, либо откладываться в виде крахмала. Ученые выяснили, что в этом процессе важную роль играет белок фототропин, чувствительный к синему свету. Когда фототропин активируется, он запускает сигнальный путь, который ограничивает накопление крахмала. Однако если этот белок «отключить», водоросли начинают накапливать крахмал в значительно больших объемах — до 25% от своей сухой массы, что в пять раз больше обычного уровня. При этом рост водорослей и их фотосинтетическая активность не страдают.
Руководитель исследования, доцент Димитрис Петроутсос, отмечает, что в отличие от традиционных методов, основанных на лишении водорослей питательных веществ, управление светочувствительным сигнальным путем дает устойчивый и эффективный способ увеличения крахмальных запасов без потерь для здоровья водорослей.
Это открытие может сыграть ключевую роль в будущем. Водоросли с высоким содержанием крахмала являются перспективным сырьем для производства биоэтанола, их можно использовать как питательные кормовые добавки в животноводстве, а также применять в системах улавливания углекислого газа, поскольку крахмал служит формой хранения углерода. Новая стратегия позволяет водорослям накапливать больше крахмала без стрессовых условий, что делает ее особенно ценной для экологически устойчивых решений.