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Vikramathithan Jayaraman (한국생명공학연구원) 황보권 (충남대학교) 임종민 (한국생명공학연구원) 민성란 (한국생명공학연구원) 안준우 (한국원자력연구원) 최동욱 (전남대학교) 정원중 (한국생명공학연구원)
저널정보
한국식물생명공학회 Plant Biotechnology Reports Plant Biotechnology Reports 제11권 제1호
발행연도
2017.2
수록면
9 - 15 (7page)

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The gene expression at the branch point of chlorophyll and heme synthesis in the model microalga, Chlamydomonas reinhardtii, is different from that of higher plants. Another green alga, Arctic Chlorella, was recently isolated from Arctic sea ice and may be a promising candidate for a biofuel. To understand the chlorophyll metabolic pathway and relevant nuclear gene expression in Chlorella sp., we characterized chlorophyll-deficient mutants of the Arctic Chlorella sp. ArM0029B. First, we characterized the chlorophyll and heme biosynthetic pathways based on genes identified by bioinformatics analysis of the genome of Arctic Chlorella sp. ArM0029B. Then, we isolated and analyzed nine chlorophyll-deficient mutants that showed reduced expression of the ChlM gene, which encodes Mgprotoporphyrin methyltransferase. Expression of 5-amino levulinic acid dehydratase (encoded by ALAD) and glutamyl- tRNA reductase (encoded by HemA) was reduced in all nine independent mutants compared to wild type. These results indicated that Arctic Chlorella ArM0029B may have a regulatory mechanism of gene expression at earlier steps of the Mg-porphyrin branch that is more similar to higher plants than to the microalga C. reinhardtii. This study provides useful insight into the regulation of porphyrin precursor formation in Chlorella and related microalgae.

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