D66-stam av Chlamydomonas reinhardtii
D66- stammen av Chlamydomonas reinhardtii , en encellig grönalg , är en cellväggsbriststam av alger som uppvisar normala fotosyntetiska egenskaper, men som kräver ammoniak som kvävekälla för tillväxt. Denna stam av grönalger blir en alltmer populär forskningsorganism på grund av dess potential att användas som en källa till biobränsle. D66-stammens potential att producera rent och förnybart biobränsle har också gjort det till ett allt viktigare ämne inom området för bevarandebiologi .
Bakgrund
D66-stammen av Chlamydomonas reinhardtii har genmanipulerats utan cellvägg för att öka stammens tillväxt- och fotosynteshastighet. Tekniken att genmanipulera gröna alger för att öka oljeproduktionen för biobränslen blir allt vanligare runt om i USA. Med faktorer som höga petroleumpriser och växande oro för miljöskyddet är behovet av rena och förnybara energikällor högre än någonsin. Energibolag och den federala regeringen investerar miljarder dollar i forskning och projekt om grön energi, och algbaserade biobränslen verkar vara en livskraftig energikälla för framtiden. Dessutom har D66-stammens tillväxt- och fotosynteshastigheter visat sig vara högre än hastigheterna för liknande genetiskt modifierade algstammar. Denna algstam kan vara en nyckelfaktor i framtida framgång för algbaserade biobränslen.
Forskning
Vid Louisiana State University försöker Dr. Naohiro Katos forskning med D66-stammen maximera oljeproduktionen genom att förändra odlingsförhållandena. Målet med studien är att hitta D66-stammens optimala oljeproduktionsförhållanden. Kato började sin studie med att testa effekterna av olika mängder Brefeldin A, ett laktonantibiotikum som produceras av svamporganismer, hade på oljeproduktionen under tre dagars växtperioder. Kato fortsatte sedan med att testa flera faktorer som påverkar algernas växtförhållanden, inklusive: uteslutning av kvävekällor; tillsats av väteperoxid; tillsats av tropomyosin; varierande ljusförhållanden; och varierande temperatur. Resultaten av dessa studier visade att D66-stammen producerade mest olja under extrem stress.
D66-stammen av grönalger forskas i laboratorier över hela USA. Universitet som University of Arkansas och Arizona State University genomför liknande studier som de av Dr. Kato vid Louisiana State University. Nyligen har biomedicinska ingenjörer inkluderat D66-stammen i sin forskning om HIV antiretrovirala terapiläkemedel.
Framtida effekter
Studier visar att algbaserade biobränslen på papperet helt skulle kunna ersätta petroleum som energikälla. Det uppskattas att 140,4 miljarder liter biobränsle skulle behöva produceras årligen för att göra det. Nuvarande hinder som höga produktionskostnader och bristen på faciliteter för att masstillverka dessa biobränslen har lett till att inga algbaserade biobränslen distribueras kommersiellt. Men höga bränslepriser och miljöhänsyn kan göra behovet av algbaserade biobränslen, och i synnerhet de som produceras av den högeffektiva D66-stammen, till en legitim energikälla inom en snar framtid.
Egenskaper för D66
D66 (parningstyp +)-stammen har använts av ett antal laboratorier för att skapa Chlamydomonas mutantbibliotek. Eftersom denna stam saknar en vildtypscellvägg, transformeras den mer effektivt med exogent DNA. Ett stort problem med denna stam är emellertid dess oförmåga att växa heterotrofiskt i mörker. De flesta vildtypsstammar av Chlamydomonas kan växa på fasta kolkällor (t.ex. acetat) i mörker. Det är möjligt att D66-stammen har nedsatt acetatupptag eller andning, men den exakta genetiska förklaringen är okänd.