東南大學(xué)陸祖宏等推動(dòng)全球藻類生態(tài)產(chǎn)業(yè)顛覆性變革

文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞能夠直接吞噬藻類等食物顆粒,紅色圈為盲囊部分,綠色圈為后腸部分

東南大學(xué)陸祖宏、何春鵬師生發(fā)現(xiàn)文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞能夠利用細(xì)胞內(nèi)消化機(jī)制等研究成果,被英國(guó)皇家科學(xué)會(huì)會(huì)刊及《自然》雜志報(bào)道評(píng)論。

藻類的生態(tài)治理和有效應(yīng)用一直是困擾全世界的諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)科學(xué)難題。現(xiàn)有藻類處理方法成本高昂、技術(shù)路徑曲折,實(shí)用性差。東南大學(xué)陸祖宏、何春鵬師生在10余年的脊椎動(dòng)物演化起源研究中,竟意外發(fā)現(xiàn)文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞能夠利用細(xì)胞內(nèi)消化機(jī)制,直接吞噬藻類等食物顆粒,并且對(duì)其進(jìn)行有效的消化、吸收和利用。文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞通過(guò)強(qiáng)大的消化和免疫功能基因群,不僅能夠直接在細(xì)胞內(nèi)部把藻類降解為氨基酸、寡肽、寡糖、寡核苷酸、脂肪酸、維生素和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還能夠降解藻毒素等有害物質(zhì),達(dá)到直接把藻類轉(zhuǎn)化為可吸收、無(wú)毒害營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的目的。相關(guān)研究成果[《Phagocytic intracellular digestion in amphioxus (Branchiostoma)》],于2018年6月被英國(guó)皇家科學(xué)會(huì)會(huì)刊(Proceedings of the Royal Society B)以歷史最長(zhǎng)篇幅(10頁(yè))在線報(bào)道, 并被《自然》雜志以《The sea creature that swallows its food whole —?twice》為題專題評(píng)論(圖1)。

文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞能夠直接吞噬藻類等食物顆粒,紅色圈為盲囊部分,綠色圈為后腸部分
文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞能夠直接吞噬藻類等食物顆粒,紅色圈為盲囊部分,綠色圈為后腸部分

陸祖宏、何春鵬師生利用Gateway™?pYES-DEST52載體,構(gòu)建文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞全長(zhǎng)功能基因翻譯文庫(kù),通過(guò)釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)體外海量表達(dá)文昌魚(yú)細(xì)胞內(nèi)消化機(jī)制相關(guān)功能基因組產(chǎn)物,以此功能基因組的蛋白質(zhì)粗提產(chǎn)物按照1:1000比例和藍(lán)藻混合,能夠得到與文昌魚(yú)盲囊上皮細(xì)胞在自然狀態(tài)的類似效果——在24小時(shí)之內(nèi),把藍(lán)藻等環(huán)境污染殺手,有效降解為無(wú)毒害、可吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(相關(guān)研究還在進(jìn)一步優(yōu)化之中)。相關(guān)研究成果如果能夠成功轉(zhuǎn)化,將在生態(tài)與環(huán)境污染治理,飼料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等三方面產(chǎn)生顛覆性影響。藍(lán)藻相關(guān)降解產(chǎn)物將是豆粕、肉骨粉和魚(yú)粉等飼料成份的有力低成本高質(zhì)量替代品,進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)行業(yè)的口糧和經(jīng)濟(jì)作物比例產(chǎn)生革命性影響。

 

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