Systematic metabolome profiling and multi-omics analysis of the nitrogen-limited non-model oleaginous algae for biorefining
Notice bibliographique
Résumé
Oleaginous microalga Chlorella is a promising microbial cell factory for producing lipids, transesterifiable to biodiesel, and phytochemical, high-value molecules (HVMs). To better understand the stress-induced oleaginous mechanism of Chlorella sp. FC2 IITG that closely matches with Chlorella sorokiniana based on 18s rRNA gene sequence, we performed 'Algomics' by systematically integrating metabolomics and proteomics data in response to time-resolved nitrogen-limitation: 40 h (mild), 88 h (moderate), and 120 h (severe). Ten HVMs belonging to four biological classes: triacylglycerol (TAG), polyunsaturated fatty acids (PUFA), phytosterols, and terpenoids were annotated using untargeted metabolomics and MS/MS fragmentation pattern match to the spectral library. In particular, the study evidenced 4× and 6× increased accumulation of two different PUFA: 9(S)HpOTrE and dihomo-gamma-linolenic acid, respectively, in nitrogen-limitation conditions. Co-extraction of TAG and PUFA could lower the biodiesel production cost for feasible commercialization. The investigation found a maximum accumulation of TAG 59:10 at 40 h, while that for TAG 54:4 was recorded at 88 h, which suggests different TAG species could be induced by regulating nitrogen-limitation severity. Elevated ꞵ-oxidation, glycolysis, and tricarboxylic acid (TCA) cycle identified in proteomics analysis could provide the substrates, phosphoenolpyruvate, pyruvate, and acetyl CoA, for different phytochemical accumulation in response to nitrogen limitation. The multiomics data unraveled a metabolic tug-of-war ongoing between biomass and storage lipid (TAG) accumulation during nitrogen-limitation, which involved multiple processes including hindered CO2 fixation, the supply of energy, reductants, and carbon reallocation from proteins and membrane lipids. These findings provide distinct oleaginous mechanisms in non-model microalgae, Chlorella sp. FC2 IITG, and engineerable targets for microalgal trait improvements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».