乙醇闡明緩解裸藻葡萄糖壓力之機制

由明治大學大學院農學研究科環境生物技術研究室的槇本美波（博士前期課程結業生）和小山內崇副教授組成的研究團隊，闡明了添加乙醇能緩解真核微藻 Euglena gracilis（裸藻）在高濃度葡萄糖條件下的生長抑制。

＜研究成果重點＞

• 裸藻能進行光合作用，並具備生產副澱粉、蛋白質、脂質等有用成分的能力。

• 葡萄糖是促進裸藻生長和副澱粉積累的碳源。然而，過量的葡萄糖反而會降低其生長。

• 本次研究發現，添加乙醇能緩解高濃度葡萄糖引起的生長抑制。推測乙醇的添加透過改變呼吸作用和細胞膜組成，抑制細胞肥大化，從而緩解了葡萄糖壓力。

摘要

微藻類裸藻^註1）可以在光合自養、異養以及混合營養條件下培養，並能生產蛋白質、維生素和脂質。此外，裸藻的儲藏多醣類—副澱粉，作為一種β-1,3-葡聚醣，已被報導對抑制皮膚病發作和預防流感具有效果。

透過添加葡萄糖培養裸藻，可以促進裸藻的生長和副澱粉的積累。然而，此前有報導指出，過量的葡萄糖會因高滲透壓而降低裸藻的生長。

本研究揭示，在高濃度葡萄糖條件下培養的裸藻細胞，並非脫水收縮，而是會肥大化。

進一步研究表明，在濃度0.5%的乙醇添加下，可以緩解裸藻在400 mM高濃度葡萄糖條件下的生長抑制。此外，在高濃度葡萄糖中添加乙醇的條件下，觀察到與未添加葡萄糖條件下相似的紡錘形細胞。

這些結果表明，乙醇能緩解裸藻中的葡萄糖壓力，並闡明了裸藻在異養條件下的生理學方面。

本研究由明治大學大學院農學研究科環境生物技術研究室的槇本美波（博士前期課程結業生）和小山內崇副教授等研究團隊進行。本研究亦獲得JST革新性GX技術創出事業（代表：大熊盛也）和旭硝子財團（代表：小山內崇）的資助。本研究成果於2026年3月18日在國際期刊《Journal of Biotechnology》的線上版發表。

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※研究團隊

明治大學大學院農學研究科 環境生物技術研究室

副教授 小山內 崇

博士前期課程結業生 槇本 美波

1. 背景

裸藻可食用，並作為一種有效的替代蛋白質來源受到關注。它還含有蛋白質、維生素、脂質，以及僅存在於裸藻中的β-1,3-葡聚醣—副澱粉，副澱粉作為免疫刺激劑在市場上銷售。

在各種碳源如半乳糖、乳酸和甘油中，當使用葡萄糖作為碳源時，裸藻表現出最高的生長速度。此外，透過添加葡萄糖培養裸藻，也能促進裸藻的副澱粉積累。然而，當葡萄糖濃度過高（60 g/L）時，反而會抑制生長。這種生長抑制被認為是由於滲透壓脅迫引起的。

裸藻也可以利用乙醇作為碳源。乙醇透過乙酸和乙酰輔酶A，經由乙醛酸循環途徑代謝。已證明，在0.5%或1.0%乙醇添加條件下培養的裸藻細胞，其副澱粉積累量和細胞大小均比未添加乙醇培養的細胞有所增加。此外，這也暗示可能 有助於維持裸藻的正常形態。