Styrd stärkelsemängd i alger kan minska växthusgaser

Alger med mycket stärkelse är viktiga när det gäller produktion av biobränsle, som fodertillskott i jordbruk och som ett effektivt sätt att binda koldioxid. Nu har forskare hittat en ny metod för att styra stärkelselagringen i alger, vilket kan vara användbart för att till exempel minska växthusgaser.

Peer-review / Experimental study / Cells

– Genom att modifiera en blåljusaktiverad signalväg går det att kontrollera lagringen. Det här ger en avsevärt högre avkastning än traditionella metoder som bygger på näringsbrist, säger Dimitris Petroutsos, universitetslektor vid Uppsala universitet, som lett studien som nyligen publicerats i Nature Communications.

Ljus är viktigt för fotosyntetiska organismer som växter och alger. Hos gröna alger, till exempel Chlamydomonas reinhardtii, används energin från solljus för att omvandla koldioxid (CO₂) till kolhydrater, som kan användas för tillväxt eller lagras som energi i form av stärkelse.

Särskild effekt med blått ljus

I den nya studien visar forskarna att blått ljus har en särskild effekt. Det påverkar stärkelselagringen i algerna genom ett protein som kallas fototropin. När fototropin känner av blått ljus, aktiveras en signalväg som minskar stärkelseansamling genom att styra viktiga gener i ämnesomsättningen. Denna ljusdrivna reglering av kolinlagring gör att algerna kan finjustera sin energifördelning mellan omedelbar tillväxt (låg stärkelsehalt) och långsiktig lagring (hög stärkelsehalt).

Forskarna upptäckte att genmodifierade alger utan fototropin ökade stärkelseinnehållet från 5 till 25 procent av algens torrvikt – utan att tillväxt eller fotosyntes påverkades.

Kan minska växthusgaser

Tre områden som kan komma att ha mest nytta av mer styrd stärkelselagring är:

Biobränslen: Stärkelserika alger kan användas för att producera bioetanol och andra biobränslen. Genom att manipulera fototropin-signaleringen går det att öka stärkelseproduktionen på ett kontrollerat sätt.

Hållbart jordbruk: Mikroalger används som fodertillskott i jordbruket. Genom att kontrollera stärkelselagringen skulle det gå att förbättra näringsvärdet i tillskotten och göra de mer effektiva som djurfoder och även jordförbättrare.

Koldioxidfångst: Genom att styra stärkelselagringen kan vi påverka hur alger binder kol, vilket kan hjälpa till att fånga koldioxid och minska växthusgaser.

– Tidigare studier har mest fokuserat på hur näringsbrist påverkar stärkelsebildning, men vi kan i den här studien visa att genom att blockera fototropinets väg går det att öka stärkelselagringen utan att påverka tillväxten, säger Dimitris Petroutsos.

Artikel: Yuan, Y., Iannetta, A.A., Kim, M. et al. Phototropin connects blue light perception to starch metabolism in green algae. Nat Commun 16, 2545 (2025).

För mer information:

Dimitris Petroutsos, universitetslektor vid Institutionen för organismbiologi; Fysiologi och miljötoxikologi, e-post: dimitris.petroutsos@ebc.uu.se, telefon: 018-471 47 83, mobil: 070-167 91 12 (engelska)