Revealing Tag synthesis pathway in the green microalga Haematococcus pluvialis a source of triacylglycerides for biodiesel and valuable co-products

Autores
Scodelaro Bilbao, Paola Gabriela; Garelli, Andres; Diaz, Marina; Salvador, Gabriela Alejandra; Leonardi, Patricia Ines
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Haematococcus pluvialis is an oleaginous microalga known as an important source of the red carotenoid astaxanthin. Recently, we proposed H. pluvialis as a potential source of triacylglycerides (TAG) for biodiesel production, and of phytosterols with potential nutraceutical properties. In this work, our purpose was to study the metabolic pathways involved in TAG synthesis induced by high-light stress in H. pluvialis UTEX 2505. For this end, the strain was grown in Bold’s Basal Medium under high-light intensity or control light for 1, 2 and 3 days. Then, the lipid content and the expression of enzymes known to be involved in lipid metabolism in plants were analyzed. High-light stress significantly stimulated TAG and phytosterol synthesis and accumulation (p<0.01) in all the conditions tested. Red Nile staining analyzed by confocal microscopy confirmed the presence of cytoplasmic lipid droplets after H. pluvialis high-light exposure. The use of propranolol, a lipin inhibitor, significantly diminished (p<0.01) TAG synthesis induced by high-light intensity. Western Blot analysis revealed that high-light stress significantly induced the expression of the fatty acid synthase (FAS) complex (p<0.01), lysophosphatidic acid acyltransferase (LPAAT) (p<0.01) and diacylglycerol acyltransferase (DGAT) (p<0.01) enzymes. In addition, qPCR also showed increased mRNA levels of the above-mentioned enzymes. On the other hand, high-light also induced the expression of the monoacylglyceride (p<0.01) and diacylglyceride (p<0.01) lipases. However, no significant changes (p>0.05) were observed in the release of glycerol to the medium after high-light stress. Together, these results suggest that TAG synthesis in H. pluvialis occurs de novo through stimulation of the fatty acid synthesis pathway and induction of the Kennedy pathway under light stress. Our results constitute the starting point to design molecular strategies for increasing the synthesis of valuable products from H. pluvialis
Fil: Scodelaro Bilbao, Paola Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Garelli, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Diaz, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina
Fil: Salvador, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Leonardi, Patricia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina
LXII Reunión Científica de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica ; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología
Buenos Aires
Argentina
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Nivel de accesibilidad
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Repositorio
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Then, the lipid content and the expression of enzymes known to be involved in lipid metabolism in plants were analyzed. High-light stress significantly stimulated TAG and phytosterol synthesis and accumulation (p<0.01) in all the conditions tested. Red Nile staining analyzed by confocal microscopy confirmed the presence of cytoplasmic lipid droplets after H. pluvialis high-light exposure. The use of propranolol, a lipin inhibitor, significantly diminished (p<0.01) TAG synthesis induced by high-light intensity. Western Blot analysis revealed that high-light stress significantly induced the expression of the fatty acid synthase (FAS) complex (p<0.01), lysophosphatidic acid acyltransferase (LPAAT) (p<0.01) and diacylglycerol acyltransferase (DGAT) (p<0.01) enzymes. In addition, qPCR also showed increased mRNA levels of the above-mentioned enzymes. On the other hand, high-light also induced the expression of the monoacylglyceride (p<0.01) and diacylglyceride (p<0.01) lipases. 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Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Garelli, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Diaz, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Salvador, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Leonardi, Patricia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaLXII Reunión Científica de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica ; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de ProtozoologíaBuenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Investigación ClínicaSociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología MolecularSociedad Argentina de InmunologíaSociedad Argentina de AndrologíaSociedad Argentina de BiofísicaSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de Farmacología ExperimentalSociedad Argentina de FisiologiaSociedad Argentina de HematologíaSociedad Argentina de ProtozoologíaFundación Revista MedicinaKotsias, Basilio AristidesBecú Villalobos, DamasiaNarvaiz Kantor, IsabelSemeniuk, Guillermo2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/conferenceObjectCongresoJournalhttp://purl.org/coar/resource_type/c_5794info:ar-repo/semantics/documentoDeConferenciaapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/236666Revealing Tag synthesis pathway in the green microalga Haematococcus pluvialis a source of triacylglycerides for biodiesel and valuable co-products; LXII Reunión Científica de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica ; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; Buenos Aires; Argentina; 2017; 332-3320025-76801667-5746CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://medicinabuenosaires.com/revistas/vol77-17/Vol.77SuplementoI-2017.pdfNacionalinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T10:01:44Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/236666instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 10:01:44.633CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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LXII Reunión Científica de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica ; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología
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description Haematococcus pluvialis is an oleaginous microalga known as an important source of the red carotenoid astaxanthin. Recently, we proposed H. pluvialis as a potential source of triacylglycerides (TAG) for biodiesel production, and of phytosterols with potential nutraceutical properties. In this work, our purpose was to study the metabolic pathways involved in TAG synthesis induced by high-light stress in H. pluvialis UTEX 2505. For this end, the strain was grown in Bold’s Basal Medium under high-light intensity or control light for 1, 2 and 3 days. Then, the lipid content and the expression of enzymes known to be involved in lipid metabolism in plants were analyzed. High-light stress significantly stimulated TAG and phytosterol synthesis and accumulation (p<0.01) in all the conditions tested. Red Nile staining analyzed by confocal microscopy confirmed the presence of cytoplasmic lipid droplets after H. pluvialis high-light exposure. The use of propranolol, a lipin inhibitor, significantly diminished (p<0.01) TAG synthesis induced by high-light intensity. Western Blot analysis revealed that high-light stress significantly induced the expression of the fatty acid synthase (FAS) complex (p<0.01), lysophosphatidic acid acyltransferase (LPAAT) (p<0.01) and diacylglycerol acyltransferase (DGAT) (p<0.01) enzymes. In addition, qPCR also showed increased mRNA levels of the above-mentioned enzymes. On the other hand, high-light also induced the expression of the monoacylglyceride (p<0.01) and diacylglyceride (p<0.01) lipases. However, no significant changes (p>0.05) were observed in the release of glycerol to the medium after high-light stress. Together, these results suggest that TAG synthesis in H. pluvialis occurs de novo through stimulation of the fatty acid synthesis pathway and induction of the Kennedy pathway under light stress. Our results constitute the starting point to design molecular strategies for increasing the synthesis of valuable products from H. pluvialis
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