Ce numéro vous recommande un article de l'équipe du professeur Wei Dong, de la faculté des sciences et de l'ingénierie alimentaires de l'Université de technologie de Chine du Sud, publié dans la Revue internationale d'algologie Algal Research: Rapid screening of high-protein Auxenochlorella pyrenoidosa mutant by an integrated system of atmospheric and room temperature plasma mutagenesis and high-throughput microbial microdroplet culture。 Cette étude utilise la mutagénèse par plasma à température ambiante atmosphérique (ARTP) et un système intégré (MMC) de culture de microgouttelettes microbiennes à haut débit pour dépister rapidement des souches mutantes de Chlorella proteonucleus à haute teneur en protéines, fournissant des candidats prometteurs pour la production de protéines alternatives par fermentation hétérotrophe.

À mesure que la population mondiale augmente, la demande de nourriture augmente également, ce qui renforce la nécessité de trouver de nouvelles sources de protéines au milieu de la diminution des terres arables et des préoccupations éthiques concernant la production de viande traditionnelle. Les microalgues sont une source prometteuse de protéines alternatives, riches en protéines, acides aminés, acides gras polyinsaturés (pufa), vitamines et minéraux. Cependant, dans des conditions de culture hétérotrophes, les microalgues présentent généralement une teneur en protéines plus faible (< 40% en poids sec) en raison de la réduction de la synthèse protéique dépendante de la photosynthèse, ce qui limite leur potentiel en tant que source alternative de protéines. Pour relever ces défis, le développement de nouvelles souches de microalgues à haute teneur naturelle en protéines est essentiel à la production efficace et à grande échelle de protéines par fermentation hétérotrophe.

Les chercheurs ont utilisé la mutagénèse ARTP pour obtenir Chlorella aureus - nucleus A4 - 1 comme souche d'algue de départ, effectuer une nouvelle série de mutagénèse ARTP, après irradiation pendant 15 secondes, le transfert à la culture shaker. Les cellules en phase de croissance logarithmique ont été diluées à une valeur de 0,6 - 0,8 od450nm, transférées dans le système MMC pour une culture ultérieure.

Dans le système MMC, 50 gouttelettes ont été initialement générées, avec des durées de fonctionnement de 24 à 46 heures par génération, et les valeurs d'absorption de lumière des gouttelettes à 450 nm ont été détectées en temps réel, caractérisant la croissance des souches d'algues. Après trois tours de culture, les gouttelettes à long potentiel (gouttelette n°28) sont tamisées. L'ensemble du processus expérimental n'a pris que 116 heures, ce qui représente un gain important par rapport aux systèmes traditionnels à plaques (Figure 2A). Les gouttelettes ont été triées monoclonalement pour donner 23 souches de bactéries sélectionnées pour une analyse ultérieure de 4 d'entre elles (MMC - 1, 7, 8 et 11) avec des taux de croissance ou des concentrations de biomasse plus élevés (Figure 2B).

La croissance cellulaire et le rendement en biomasse des quatre mutants sélectionnés (MMC - 1, 7, 8, 11) cultivés dans des flacons agitateurs de 250 ml sont présentés à la Figure 3A. Le modèle de croissance de tous les mutants était similaire à celui de la souche A4 - 1 et tous ont subi une phase de retard initial suivie d'une phase de croissance exponentielle rapide. Le MMC - 7 a atteint la concentration de biomasse la plus élevée de 8,21 G / L, soit 8,49% de plus que la concentration de 7,57 G / L de la souche A4 - 1 (p < 0,05). Dans le même temps, les quatre mutants présentaient visuellement une couleur jaune doré similaire à celle de la souche d'algue A4 - 1, sans détection de chlorophylle B, qui ne représentait que 1% du type sauvage (WT) (figure 3b).

L'analyse de la composition biochimique a montré une augmentation de la teneur en protéines de 12 à 40% chez les quatre mutants (Figure 4). Le Mutant MMC - 8 présente la teneur en protéines la plus élevée (63,26% en poids sec) et la teneur en amidon la plus faible (8,59% en poids sec), soit une augmentation de 40,11% et une diminution de 56,24% respectivement par rapport à la souche d'algue de départ A4 - 1. En outre, MMC - 8 excelle également dans la qualité des protéines, avec une teneur en acides aminés (44,35% en poids sec) et un score (95) supérieurs à A4 - 1.

Cette étude démontre le potentiel du système ARTP - MMC en tant que puissante plateforme de criblage à haut débit qui améliore non seulement l'efficacité de la synthèse des protéines, mais réduit également la teneur en amidon, ce qui fait pencher la répartition du carbone dans le sens de la synthèse des protéines, ce qui est important pour améliorer l'efficacité et la durabilité de la production de protéines biologiques.

Lien vers la thèse: https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103509