Verhoging van de productie van mycosporine-achtige aminozuren in microalgen voor toepassingen in een bioraffinage.

Algemeen kader

Is het mogelijk om de productie van hoogwaardige componenten in microalgen te verhogen door gebruik te maken van optimale groeicondities en door genome engineering? Zo luidt de centrale onderzoeksvraag van CrisprMicroAlgen. Om deze vraag te beantwoorden kiezen we Chlorella als microalg en  mycosporin-like aminozuren (MAAs) als hoogwaardige component. MAAs zijn wateroplosbare molecules die UV-A en UV-B stralen kunnen absorberen. In bijvoorbeeld zonnecrèmes zouden ze, als bio-gebaseerde component, een hoge beschermingsfactor kunnen opleveren.  

Onderzoeksaanpak

We trachten de MAA-concentratie in Chlorella biomassa te verhogen door 1. de optimale Chlorella stam te vinden, 2. de optimale groei condities te vinden en 3. de optimale metabolische engineering techniek te kiezen. Eerst worden de kandidaat MAA-biosynthese genen geïdentificeerd door gebruik te maken van bio-informatica. De kandidaat MAA-biosynthese genen worden geverifieerd door gebruik te maken van de ontwikkelde CRISPR/cas toolbox. De geverifieerde MAA-biosynthese genen worden tot overexpressie gebracht door de genen onder controle van een sterke promotor te
plaatsen. In de laatste fase groeien we de genetische gemodificeerde Chlorella op, op een grote schaal en testen we verschillende groeicondities die de MAA productie induceren. Een zelfde aanpak wenden we aan voor eventuele andere hoogwaardige componenten, bvb. luteïne.

Relevantie/Valorisatie

Gesteld dat we erin slagen om een grotere hoeveelheid hoogwaardige componenten te verkrijgen tijdens de productie van microalgen, dan kan de economische waarde van deze algen-biomassa stijgen in vergelijking met de huidige productielijn, waarin één eindproduct bekomen wordt. Ombouwen tot een productielijn waarin meerdere eindproducten geproduceerd worden is dan denkbaar. De biomassa van Chlorella, een microalg die reeds waardevolle stoffen zoals mycosporine-achtige aminozuren (MAAs) bevat, kan daarvoor gebruikt worden. MAAs kunnen UV-licht absorberen en kunnen daardoor gebruikt kunnen worden in zonnecrème. Maar ook de productie van andere hoogwaardige componenten kunnen via de ontwikkelde tools verhoogd worden en ingezet worden in andere bio-gebaseerde farmaceutische of industriële toepassingen.