Overexpression of PtVDL1 in Phaeodactylum tricornutum Increases Fucoxanthin Content under Red Light

Seo Seungbeom; Chang Kwang Suk; Choi Min Sun; Jin EonSeon

doi:10.4014/jmb.2309.09018

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저자정보: Seo Seungbeom (Department of Life Science, Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University, Seoul 04763, Republic of Korea) Chang Kwang Suk (Department of Life Science, Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University, Seoul 04763, Republic of Korea) Choi Min Sun (Korea Radio-Isotope Center for Pharmaceuticals, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences, Seoul 01812, Republic of Korea) Jin EonSeon (Department of Life Science, Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University, Seoul 04763, Republic of Korea)

저널정보: 한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology Vol.34 No.1

발행연도: 2024.1

수록면: 198 - 206 (9page)

DOI: 10.4014/jmb.2309.09018

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Phaeodactylum tricornutum is a model diatom with significant biotechnological applications, including enhancing biomass, biofuel, and carotenoid production. Specifically, owing to the capacity of this organism to serve as a valuable source of essential raw materials for pharmaceuticals and nutraceuticals, ongoing research is actively focused on enhancing its productivity. One of the genes involved in various stages of fucoxanthin (Fx) biosynthesis, violaxanthin de-epoxidase like 1 (VDL1), has recently been identified. To validate the intracellular function of this gene and boost Fx production through overexpression, we established and examined three transgenic P. tricornutum lines characterized by elevated P. tricortunum VDL1 ( PtVDL1) expression and evaluate their cell growth and Fx productivity. These transgenic lines exhibited substantially increased PtVDL1 mRNA and protein levels compared to the wild type (WT). Notably, the enzyme substrate violaxanthin was entirely depleted and could not be detected in the transformants, whereas it remained at constant levels in the WT. Interestingly, under standard white light conditions, Fx productivity in the transformants remained unchanged; however, but after 48 h of exposure to red light, it increased by up to 15%. These results indicate that PtVDL1-overexpressing P. tricornutum has industrial potential, particularly for enhancing Fx production under red light conditions.

#Phaeodactylum tricornutum #PtVDL1 #fucoxanthin #overexpression #transformation #red light

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