[發(fā)明專(zhuān)利]從藻類(lèi)中獲取生物活性化合物的微藻基因組技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010500530.4
• 申請(qǐng)日: 2010-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102443592A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周英;黃赤夫;王慧娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 周英
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/63
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/63;C12N1/13
• 代理公司: 貴陽(yáng)中工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物，尤其涉及其突變與基因工程。

背景技術(shù)

在世界能源危機(jī)的形勢(shì)下，藻類(lèi)尤其是微藻類(lèi)，由于其低成本、高產(chǎn)出(高生物量)的諸多優(yōu)勢(shì)，受到了人們的極大關(guān)注。相同單位面積的藻類(lèi)能產(chǎn)生比玉米等其它農(nóng)作物多達(dá)30倍以上的生物量。大多數(shù)藻類(lèi)可以在簡(jiǎn)單的環(huán)境條件下生存，比如有水、碳源和日光的地方，它可以通過(guò)光合作用產(chǎn)生能量以用于其自身的新陳代謝。藻類(lèi)大有希望成為一種潛在的可再生能源服務(wù)于人類(lèi)，因?yàn)槠渌闹舅崮鼙惶崛〕鰜?lái)用于生產(chǎn)生物柴油。另外，藻類(lèi)還能產(chǎn)生有益于人類(lèi)的天然產(chǎn)物和生物活性化合物，因此作為可再生的自然資源，藻類(lèi)同樣受到人們的關(guān)注。

微藻可以群集生長(zhǎng)在諸如池塘、湖泊和水溝等的開(kāi)放環(huán)境下，也可生長(zhǎng)在像發(fā)酵過(guò)程中使用的諸如大腸桿菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞的高度封閉的環(huán)境中。某些微藻特別適合在一些特定的開(kāi)放環(huán)境下培養(yǎng)，如高鹽或強(qiáng)堿性的池塘或湖泊。這種極端特殊的環(huán)境大大限制了藻類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)物種的生長(zhǎng)，盡管其他種類(lèi)的有機(jī)體仍然能夠?qū)υ摥h(huán)境造成污染。這種開(kāi)放的藻類(lèi)培育模式普遍具有投資低、經(jīng)濟(jì)有效、附加值高、易操作的優(yōu)勢(shì)。從另一方面來(lái)看，封閉的培育模式系統(tǒng)所需的投資和運(yùn)行成本要顯著高于開(kāi)放模式，但是封閉模式完全不受農(nóng)業(yè)氣候條件的影響，易于得到最佳性能品質(zhì)的產(chǎn)品。藻類(lèi)產(chǎn)品具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力，能供人們食用、藥用，還可作為能源使用。這些所有開(kāi)發(fā)的藻類(lèi)產(chǎn)品將會(huì)滿足人類(lèi)將來(lái)對(duì)各種產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求。據(jù)報(bào)道，藻類(lèi)基因組約有12000萬(wàn)個(gè)核苷酸，與其他有機(jī)體能夠共享的基因約有7000個(gè)，有超過(guò)三分之一的基因與人和顯花植物共享。

從藻類(lèi)中獲得的天然產(chǎn)物可被廣泛用作潛在的新型藥物制劑、保健品、化妝品，甚至是食品。盡管藻類(lèi)具有廣闊的植物化學(xué)容量，但由于受到某些環(huán)境的約束它并不總能夠展示或發(fā)揮其功能性潛能。目前基因組學(xué)技術(shù)已被成功應(yīng)用于植物和農(nóng)作物。基因組學(xué)是研究基因組的結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)產(chǎn)物的學(xué)科，也是研究生物體全基因組DNA的序列和屬性的學(xué)科。然而，目前基因組學(xué)技術(shù)很少被應(yīng)用于藻類(lèi)，尚無(wú)基因組方法被應(yīng)用于這些藻類(lèi)物種以產(chǎn)生新型化合物，因此對(duì)此技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的潛在的藻類(lèi)新化合物前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于提供一種從藻類(lèi)中獲取生物活性化合物的微藻基因組技術(shù)，利用微藻基因組技術(shù)(MaGT)來(lái)獲取一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可用于新藥研發(fā)、藥物制劑、保健品、農(nóng)藥、營(yíng)養(yǎng)制品。

發(fā)明人所提供的從藻類(lèi)中獲取生物活性化合物的微藻基因組技術(shù)Microalgae?Genomics?Technology(MaGT)是：將藻類(lèi)進(jìn)行誘變處理，誘導(dǎo)大量的微藻細(xì)胞產(chǎn)生隨機(jī)活化突變反應(yīng)，通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的變異微藻細(xì)胞；隨后將其置于基因組中，這些細(xì)胞形成一個(gè)群體的突變克隆，每個(gè)克隆體異常表達(dá)一個(gè)或多個(gè)活性基因，其中的部分突變體能夠激活次生代謝產(chǎn)物途徑當(dāng)中的酶的基因；這些單個(gè)克隆體的提取物通過(guò)高通量篩選(HTS)來(lái)測(cè)試其是否具有所需要的生物活性，就能從具有抗菌活性的突變?cè)孱?lèi)當(dāng)中獲取新的化合物，并能提高藻類(lèi)當(dāng)中脂肪酸的產(chǎn)量。

上述誘變處理是采用激活標(biāo)記誘變法(ATM)實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明人指出：微藻基因組技術(shù)(MaGT)可應(yīng)用于藻類(lèi)如微藻，而并非僅僅限于微藻。它還可應(yīng)用于小球藻，但不僅僅限于小球藻。

本發(fā)明的技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

(1)微藻基因組技術(shù)(MaGT)利用隨機(jī)活化突變反應(yīng)，通過(guò)重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化膿桿菌誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的變異微藻細(xì)胞。隨后這些細(xì)胞形成一個(gè)群體的突變克隆，每個(gè)克隆體異常表達(dá)一個(gè)或多個(gè)活性基因，其中的部分突變體能夠激活次生代謝產(chǎn)物途徑當(dāng)中的酶的基因。

(2)MaGT能夠用來(lái)產(chǎn)生具有生物活性的新化合物。例如，生成具有抗菌活性的新化合物，再用高通量篩選方法進(jìn)行篩選，然后把這些克隆體分離開(kāi)來(lái)。

(3)MaGT也能用來(lái)產(chǎn)生新的脂肪酸或提高ω-3脂肪酸(EPA，DHA，ALA)和ω-6脂肪酸(ARA、GLA)的含量，這些脂肪酸以及它們的甲酯、乙酯衍生物具有新的抗口腔病原體等微生物的活性。

(4)MaGT也能用來(lái)產(chǎn)生新的脂肪酸，或能提高ω-3脂肪酸(EPA，DHA，ALA)、ω-6脂肪酸(ARA、GLA)及其甲酯、乙酯衍生物的含量，這些脂肪酸的酯類(lèi)產(chǎn)品能被作為生物燃料使用。

(5)作為一種新方法和新技術(shù)，MaGT能夠用來(lái)產(chǎn)生一些新型化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可用于新藥研發(fā)、藥物制劑、保健品、農(nóng)藥、營(yíng)養(yǎng)制品，但并不僅限于這些商業(yè)用途。

具體實(shí)施方式