Certain microalgae have been known to use light and various carbon sources to produce carbohydrates, mainly in the form of starch. This is one of the pertinent feedstocks replacing agricultural products for the production of bioethanol by yeast. This study focuses upon dilute acid hydrothermal pretreatments at low cost and high efficiency to compete with current methods, and employs Chlamydomonas reinhardtii UTEX 90 as the feedstock. With dry cells of 5%(w/v), the algal biomass was pretreated with sulfuric acid(1-5%) under temperatures from 100 to $120^{\circ}C$, from 15 to 120 min. As a result, the glucose release from the biomass was maximum at 58%(w/w) after pretreatment with 3% sulfuric acid at $110^{\circ}C$ for 30 min. This method enabled not only starch, but also the hydrolysis of other oligosaccharides in the algal cell in high efficiency. Arrhenius-type of model equation enabled extrapolation of some yields of glucose beyond this range. The pretreated slurry was fermented by yeast, Saccharomyces cerevisiae S288C, resulting in an ethanol yield of 29.2% from algal biomass. This study suggests that the pretreated algal biomass is a suitable feedstock for ethanol production and can have a positive impact on large-scale applied systems.
Energy is vital to global prosperity, yet dependence on fossil fuels as our primary energy source contributes to global climate change environmental degradation, and health problems. Hydrogen $(H_2)$ offers tremendous potential as a clean renewable energy currency. Hydrogen has the highest gravimetric energy density of any known fuel and is compatible with electrochemical and combustion processes for energy conversion without producing carbon-based emission that contribute to environmental pollution and climate change. Numerous methodologies have been developed for effective hydrogen production. Among them, the biological hydrogen production has gained attention, because hydrogen can be produced by cellular metabolismunder the presence of water and sunlight. The green alga Chlamydomonas reinhardtii is capable of sustained $H_2$ photoproduction when grown under sulfur deprived condition. Under sulfur deprived conditions, PSII and photosynthetic $O_2$ evolution are inactivated, resulting in shift from aerobic to anaerobic condition in the culture. After anaerobiosis, sulfur deprived algal cells induce a reversible hydrogenase and start to evolve $H_2$ gas in the light. According to above principle, we investigated the effect of induction parameters such as cell age, cell density. light intensity, and sulfate concentration under sulfur deprived condition We also developed continuous hydrogen production system by sulfate re-addition under sulfur deprived condition.
Kim, Ji-Seong;Gong, Gyeong-Taek;Park, Dae-Won;Sim, Sang-Jun;Park, Tae-Hyeon;Jo, Gyeong-Suk;Jeong, Yun-Cheol
한국생물공학회:학술대회논문집
/
2003.04a
/
pp.162-163
/
2003
Through the experiment, process of producing hydrogen and organic compounds using C. reinhardtii has been researched. In dark fermentation, pH and dry cell weight as well as starch content decreased as time goes, while organic compounds and hydrogen were produced more in accordance with time. Still, organic compounds showed tendency to increase in accordance with time, but hydrogen reached the maximum on the third day.
Proceedings of the Botanical Society of Korea Conference
/
1999.07a
/
pp.57-62
/
1999
Light-regulated translation of chloroplast mRNAs requires nuclear-encoded trans-acting factors that interact with the 5' untranslated region (UTR) of these mRNAs. A set of four proteins (60, 55, 47, and 38 kDa) that bind to the 5'-UTR of the psbA mRNA had been identified in C. reinhardtii. 47 kDa protein (RB47) was found to encode a chloroplast poly (A)-binding protein (cPABP) that specifically binds to the 5'-UTR of the psbA mRNA, and essential for translation of this mRNA, cDNA encoding 60 kDa protein (RB60) was isolated, and the amino acid sequence of the encoded protein was highly homologous to plants and mammalian protein disulfide isomerases (PDI), normally found in the endoplasmic reticulum (ER). Immunoblot analysis of C. reinhardtii proteins showed that anti-PDI recognized a distinct protein of 56 kDa in whole cell extract, whereas anti-rRB60 detected a 60 kDa protein. The ER-PDI was not retained on heparin-agarose resin whereas RB60 was retained. In vitro translation products of the RB60 cDNA can be transported into C. reinhardtii chloroplast in vitro. Immunoblot analysis of isolated pea chloroplasts indicated that higher plant also possess a RB60 homolog. In vitro RNA-binding studies showed that RB60 modulates the binding of cPABP to the 5'-UTR of the psbA mRNA by reversibly changing the redox status of cPABP using redox potential or ADP-dependent phosphorylation. Site-directed mutagenesis of -CGHC- catalytic site in thioredoxin-like domain of RB60 is an unique PDI located in the chloroplast of C. reinhardtii, and suggest that the chloroplast PDI may have evolved to utilize the redox-regulated thioredoxin like domain as a mechanism for regulating the light-activated translation of the psbA mRNA.
Plastid transformation was attempted with soybean [Glycine max (L.) Merr.] leaves and photoautotrophic and embryogenic cultures by particle bombardment using the transforming vector pZVII that carries the coding sequences for both subunits of Chlamydomonas reinhardtii Rubisco and a spectinomycin resistance gene (aadA). Spectinomycin resistant calli were selected from the bombarded leaves but the transgene was not present, indicating that the resistance was due to mutations. The Chlamydomonas rbcL and rbcS genes were shown to be site-specifically integrated into the plastid genome of the embryogenic cells with a very low transformation efficiency. None of the transformed embryogenic lines survived the plant regeneration process so no whole plants were recovered. This result does indicate that it should be possible to insert genes into the plastid genome of the important crop soybean if the overall methods are improved.
The sexual reproduction of the unicellular green alga Chlamydomonas is reviewed for a comprehensive understanding of the complex processes. The sexual life cycle of C. reinhardtii is distinguished into five main stages: gametogenesis, gamete activation, cell fusion, zygote maturation, and meiosis and germination. Gametogenesis is induced by nitrogen starvation in the environment. C. reinhardtii has two mating types: mating type plus ($mt^+$) and mating type minus ($mt^-$), controlled by a single complex mating type locus ($MT^+$ or $MT^-$) on linkage group VI. In the early gametogenesis agglutinins are synthesized. The $mt^+$ and $mt^-$ agglutinins are encoded by the autosomal genes SAG1 (Sexual AGglutination1) and SAD1 (Sexual ADhesion1), respectively. The agglutinins are responsible for the flagellar adhesion of the two mating type of gametes. The flagellar adhesion initiates a cAMP mediated signal transduction pathways and activates the flagellar tips. In response to the cAMP signal, mating structures between two flagella are activated. The $mt^+$ and $mt^-$ gamete-specific fusion proteins, Fus1 and Hap2/Gcs1, are present on the plasma membrane of the two mating structures. Contact of the two mating structures leads to develop a fertilization tubule forming a cytoplasmic bridge between the two gametes. Upon fusion of nuclei and chloroplasts of $mt^+$ and $mt^-$ cells, the zygotes become zygospores. It is notable that the young zygote shows uniparental inheritance of chloroplast DNA from the $mt^+$ parent and mitochondrial DNA from the $mt^-$ parent. Under the favorable conditions, the zygospores divide meiotically and germinate and then new haploid progenies, vegetative cells, are released.
Low efficiency in microalgal biomass production was largely attributed to the low density of algal cell cultures. Though mutations that reduced the level of chlorophyll or pigment content increased efficiency of photon usage and thus the cell-culture density under high-illumination growth conditions (e.g., >$500{\mu}mol\;photon\;m^{-2}\;s^{-1}$), it was unclear whether algae could increase cell-culture density under low-illumination conditions (e.g., ${\sim}50{\mu}mol\;photon\;m^{-2}\;s^{-1}$). To address this question, we performed forward genetic screening in Chlamydomonas reinhardtii. A pool of >1,000 insertional mutants was constructed and subjected to continuous subcultures in shaking flasks under low-illumination conditions. Complexity of restriction fragment length polymorphism (RFLP) pattern in cultures indicated the degree of heterogeneity of mutant populations. We showed that the levels of RFLP complexity decreased when cycles of subculture increased, suggesting that cultures were gradually populated by high cell-culture density (HCD) strains. Analysis of the 3 isolated HCD mutants after 30 cycles of subcultures confirmed that their maximal biomass production was 50-100% higher than that of wild type under low-illumination. Furthermore, levels of chlorophyll content in HCD mutant strains were similar to that of wild type. Inverse polymerase chain reaction analysis identified the locus of insertion in two of three HCD strains. Molecular and transcriptomic analyses suggested that two HCD mutants were a result of the gain-of-function phenotype, both linking to the abnormality of mitochondrial functions. Taken together, our results demonstrate that HCD strains can be obtained through continuous subcultures under low illumination conditions.
The effects of ultrasonication on phytoplankton were investigated in two ponds in which physicochemical and biological water quality was similar, one as a treatment and the other as a control. The samples were collected from August 18 to September 30 in 2003. Traditional morphological analysis showed that Bacillariophyceae dominated phytoplankton community in both ponds. The abundance of Cyanophyceae was lower in the phytoplankton community of the sonicated pond than that of control pond. We used DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) to analyze the diversity and change of phytoplankton community in two ponds. The DGGE banding patterns of 16S rRNA gene and sequence analysis demonstrated that Oscillatoria acuminata and CFB (Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides) group bacterium appeared in the treated pond, and the control pond was dominated by Synechococcus sp. and Aphanizomenon flos-aquae. Especially, Pseudanabaena sp. dominated during the ultrasonic cessation in the treated pond. The DGGE profiles of 18S rRNA gene and sequence analysis showed that the treated pond was dominated by Chlamydomonas reinhardtii and the control pond by C. reinhardtii and Pteromonas protracta. In conclusion, the ultrasonication affected the reduced growth of cyanobacteria, particularly Pseudanabaena.
Water temperature is one of the major factors that impacts the growth and life cycle of Pyropia tenera, one of the most valuable and cultivated marine red algae belonging to Bangiales (Rhodophytes). We analyzed transcriptome from gametophyte of P. tenera under normal and high temperature conditions, and identified four small heat shock proteins (sHSPs). They have no significant amino acid sequence homology with known proteins in public databases except PhsHSP22 from Pyropia haitanensis. PtsHSP19.3 gene responded to high temperature but slightly or not to desiccation, freezing or high salt condition. When the PtsHSP19.3 gene was overexpressed in Chlamydomonas reinhardtii, transformed Chlamydomonas lines revealed much higher growth rate than that of control cells under heat stress condition. Transformed cells also grew well in those of the control cell onto the medium containing high salt or $H_2O_2$. When the PtsHSP19.3 was fused to GFP and introduced into tobacco protoplast, fluorescence was detected at several spots. Results indicate that PtsHSP19.3 may form super-molecular assembles and be involved in tolerance to heat stress.
In this study, we attempted to understand signaling pathways behind lipid biosynthesis by employing a chemical genetics approach based on small molecule inhibitors. Specific signaling inhibitors of MAP kinase or modulators of cAMP signaling were selected to evaluate the functional roles of each of the key signaling pathways in three different microalgal species: Chlamydomonas reinhardtii, Chlorella vulgaris, and Haematococcus pluvialis. Our results clearly indicate that cAMP signaling pathways are indeed positively associated with microalgal lipid biosynthesis. In contrast, MAP kinase pathways in three microalgal species are all negatively implicated in both lipid and carotenoid biosynthesis.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.