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

文昌魚盲囊上皮細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

東南大學陸祖宏、何春鵬師生發(fā)現(xiàn)文昌魚盲囊上皮細胞能夠利用細胞內(nèi)消化機制等研究成果,被英國皇家科學會會刊及《自然》雜志報道評論。

藻類的生態(tài)治理和有效應用一直是困擾全世界的諾貝爾獎級科學難題。現(xiàn)有藻類處理方法成本高昂、技術路徑曲折,實用性差。東南大學陸祖宏、何春鵬師生在10余年的脊椎動物演化起源研究中,竟意外發(fā)現(xiàn)文昌魚盲囊上皮細胞能夠利用細胞內(nèi)消化機制,直接吞噬藻類等食物顆粒,并且對其進行有效的消化、吸收和利用。文昌魚盲囊上皮細胞通過強大的消化和免疫功能基因群,不僅能夠直接在細胞內(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養(yǎng)物質(zhì),還能夠降解藻毒素等有害物質(zhì),達到直接把藻類轉(zhuǎn)化為可吸收、無毒害營養(yǎng)物質(zhì)的目的。相關研究成果[《Phagocytic intracellular digestion in amphioxus (Branchiostoma)》],于2018年6月被英國皇家科學會會刊(Proceedings of the Royal Society B)以歷史最長篇幅(10頁)在線報道, 并被《自然》雜志以《The sea creature that swallows its food whole —?twice》為題專題評論(圖1)。

文昌魚盲囊上皮細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
文昌魚盲囊上皮細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)建文昌魚盲囊上皮細胞全長功能基因翻譯文庫,通過釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)體外海量表達文昌魚細胞內(nèi)消化機制相關功能基因組產(chǎn)物,以此功能基因組的蛋白質(zhì)粗提產(chǎn)物按照1:1000比例和藍藻混合,能夠得到與文昌魚盲囊上皮細胞在自然狀態(tài)的類似效果——在24小時之內(nèi),把藍藻等環(huán)境污染殺手,有效降解為無毒害、可吸收的小分子營養(yǎng)物質(zhì)(相關研究還在進一步優(yōu)化之中)。相關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。藍藻相關降解產(chǎn)物將是豆粕、肉骨粉和魚粉等飼料成份的有力低成本高質(zhì)量替代品,進而對農(nóng)業(yè)行業(yè)的口糧和經(jīng)濟作物比例產(chǎn)生革命性影響。

 

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