微藻是全球光合作用和初級生產力的主要貢獻者，是合成生物學中很有前途的底盤細胞。

在《植物通訊》雜志上發表的一項研究中，中國科學院青島生物能源與生物過程研究所(QIBEBT)的研究人員揭示了DNA N6-甲基腺嘌呤(6mA)在單堿基分辨率下的分布模式和動態變化。野生型和 6mA 破壞的突變株，從而揭示了其在脂質積累中的關鍵作用，特別是在高光條件下。

微擬球藻以其戶外栽培的穩健性和高效性而聞名，具有生長快、對二氧化碳耐受性強、脂質合成旺盛和高品質不飽和脂肪酸等優點。憑借較小的基因組大小(~30 Mb)和單倍體性質，它允許靈活的遺傳操作，包括基因敲除、過度表達、大基因組片段刪除和同源重組，并具有高編輯效率。

6mA是重要的DNA甲基化修飾。研究人員利用單分子實時測序揭示了微擬球藻的全基因組 6mA 景觀。結果強調了 AGGYV 基序中 6mA 的優先富集、轉座子和 3' 非翻譯區域內的水平升高以及與活性轉錄的密切關聯。

該研究的共同第一作者龔彥海說：“我們觀察到沿著基因轉錄方向逐漸增加6mA，在剪接供體和轉錄終止位點附近有特異性富集。”

此外，與低表達基因相比，高表達基因在基因組中顯示出更高豐度的 6mA，這表明 6mA 和一般轉錄因子之間存在正相互作用。

為了進一步研究6mA的影響，研究人員敲除6mA甲基轉移酶基因(NO08G00280)。這導致甲基化模式的改變以及與鉬輔因子、硫酸鹽轉運蛋白、糖基轉移酶、脂肪酶和甲硫氨酸亞砜還原酶相關的關鍵基因表達的變化，最終導致生物量和石油產量的減少。

相反，敲除去甲基酶基因 (NO06G02500) 會導致 6mA 水平增加并減慢生長。

該研究的共同第一作者王欽濤教授說： “這些發現不僅驗證了表觀遺傳調控途徑中的關鍵酶，而且揭示了6mA在強光條件下微擬球藻脂質積累中的關鍵作用。”

這些發現為利用表觀遺傳基因組修飾來提高工業微藻的生物量和脂質生產效率提供了見解。該研究是微擬球藻設計與合成計劃 (NanDeSyn) 的一部分，該計劃涉及來自 8 個國家的 26 個研究團隊，協調努力推進工業固碳、產油微藻的分子育種和合成生物學研究。

“通過我們的合作努力，我們免費共享了全面的數據集，包括全基因組 6mA 表觀遺傳修飾圖譜、轉錄組和各種培養條件下的相關突變體。這些寶貴的資源現在可以通過 NanDeSyn 網站向科學界提供。我們共同的該研究的通訊作者徐健教授說：“我們的目標是通過促進種質資源、遺傳工具和功能基因組學信息的交流來推進工業微藻研究。”