Триацилглицеролы микроводорослей как сырьё для производства биотоплива: перспективы и достижения

Микроводоросли представляют собой чрезвычайно разнообразную, но высокоспециализированную группу микроорганизмов, адаптированных к различным экологическим условиям. Многие микроводоросли способны накапливать значительные количества триацилглицеролов (ТАГ; например, 20–50% массы сухих клеток) в качестве резервных липидов при фотоокислительном стрессе и других неблагоприятных условиях среды. Жирные кислоты — структурные компоненты ТАГ и всех других клеточных липидов — синтезируются в хлоропластах с использованием единого набора ферментов, среди которых ключевую роль в регуляции скорости синтеза жирных кислот играет ацетил-КоА-карбоксилаза (ACCase). Однако экспрессия генов, участвующих в синтезе жирных кислот у микроводорослей, изучена недостаточно. Синтез и секвестрация ТАГ в цитозольных липидных тельцах, по-видимому, представляют собой защитный механизм, позволяющий клеткам водорослей адаптироваться к стрессовым условиям, однако регуляция образования ТАГ на молекулярном и клеточном уровнях изучена мало. Хотя возможность использования микроводорослей как альтернативного возобновляемого источника богатого липидами сырья для производства биотоплива исследуется уже несколько десятилетий, масштабируемой и коммерчески рентабельной технологии пока не создано. В настоящее время производство масла из водорослей в основном ограничено дорогостоящими специализированными маслами, обладающими пищевой ценностью, а не массовыми маслами для производства биотоплива. В этом обзоре кратко обобщены современные данные о липидонакапливающих водорослях, биосинтезе жирных кислот и ТАГ, модельных системах водорослей и геномных подходах к изучению образования ТАГ, а также рассмотрены исторические аспекты и дальнейшие направления исследований и коммерциализации биотоплива на основе микроводорослей.