明治大学大学院农学研究科环境生物科技研究室的槇本美波（博士前期课程结业生）与小山内崇副教授的研究团队，已阐明添加乙醇可缓解真核微细藻类 Euglena gracilis (裸藻) 在高浓度葡萄糖条件下的生长下降。 ＜研究成果重点＞ 裸藻能进行光合作用，并具有生产如裸藻淀粉、蛋白质、脂质等有用成分的能力。 葡萄糖是促进裸藻生长和裸藻淀粉累积的碳源。然而，过量的葡萄糖反而会导致生长下降。 本次研究发现，添加乙醇可缓解高浓度葡萄糖引起的生长下降。据推测，乙醇的添加改变了呼吸作用和细胞膜组成，抑制了细胞肥大化，从而缓解了葡萄糖压力。 摘要 微细藻类裸藻（注1）可在光合自养、异养及混合营养条件下培养，并能生产蛋白质、维生素和脂质。此外，裸藻的保存多糖，一种β-1,3-葡聚糖——裸藻淀粉，已被报导对抑制皮肤病发作和预防流感具有效果。 添加葡萄糖培养裸藻可促进裸藻的生长和裸藻淀粉的累积。然而，已有报导指出，过量的葡萄糖会因高渗透压而降低裸藻的生长。 本研究揭示，在高浓度葡萄糖条件下培养的裸藻细胞并非脱水收缩，而是肥大化。 此外，我们发现添加0.5%浓度的乙醇，可缓解裸藻在400 mM高浓度葡萄糖条件下的生长下降。在高浓度葡萄糖条件下额外添加乙醇时，观察到与未添加葡萄糖条件下相似的纺锤形细胞。 这些结果表明乙醇能缓解裸藻的葡萄糖压力，并阐明了裸藻在异养条件下的生理学方面。 本研究由明治大学大学院农学研究科环境生物科技研究室的槇本美波（博士前期课程结业生）与小山内崇副教授等研究团队进行。本研究亦获得JST革新性GX技术创出事业（代表：大熊盛也）和旭硝子财团（代表：小山内崇）的资助。本研究成果已于2026年3月18日刊登于国际期刊《 Journal of Biotechnology 》的在线版。 ※研究团队 明治大学大学院农学研究科 环境生物科技研究室 副教授 小山内 崇 博士前期课程结业生 槇本 美波 1. 背景 裸藻可食用，并作为一种有效的替代蛋白质来源而受到关注。它含有蛋白质、维生素、脂质，以及仅在裸藻类中发现的β-1,3-葡聚糖——裸藻淀粉，裸藻淀粉已作为免疫刺激剂上市销售。 在半乳糖、乳酸、甘油等多种碳源中，裸藻在使用葡萄糖作为碳源时表现出最高的生长速度。此外，添加葡萄糖培养裸藻也能促进裸藻淀粉的累积。然而，当葡萄糖浓度过高（60 g/L）时，反而会抑制生长。这种生长抑制被认为是由于渗透压压力引起的。 裸藻也能利用乙醇作为碳源。乙醇通过乙酸和乙酰辅酶A，经由乙醛酸循环代谢。研究显示，在添加0.5%或1.0%乙醇条件下培养的裸藻细胞，其裸藻淀粉累积量和细胞尺寸均比未添加乙醇培养的细胞增加。此外，在乙醇添加条件下培养裸藻，还会产生高度不饱和脂肪酸。 此前已有多项关于使用葡萄糖、乙醇、苹果酸、麸胺酸等多种碳源培养裸藻的研究。然而，尚未有研究在高浓度葡萄糖条件下（会导致生长下降）进一步添加碳源并探讨其影响。本研究证实了在高浓度葡萄糖条件下的生长抑制可通过添加乙醇来缓解，并阐明了外部碳源在调节裸藻生长方面的生理学重要性。 2. 研究方法与成果 本研究团队将 Euglena gracilis NIES-48株在1% CO2通入CM培养基的条件下，于12小时明/12小时暗的光照条件下培养了14天。在培养基中添加50～200 mM葡萄糖的条件下，生长优于未添加葡萄糖的条件。另一方面，当添加300 mM或更高浓度的葡萄糖进行培养时，生长速度比未添加葡萄糖时有所下降。 显微镜观察结果显示，在高浓度葡萄糖条件（400 mM）下，生长下降时，细胞的平均直径比未添加葡萄糖的条件下有所增加（图1）。此外，在未添加葡萄糖的条件下，裸藻细胞呈纺锤形，而在高浓度葡萄糖条件下则变为圆形肥大化的细胞（图1）。 为探究高浓度葡萄糖导致生长下降的原因，除了添加葡萄糖外，我们还分别在培养基中添加了溶解于乙醇或甲醇的维生素E、乙醇和甲醇进行培养。结果显示，当添加溶解于乙醇的维生素E或乙醇时，细胞数量比仅添加高浓度葡萄糖的条件增加了9倍以上（图2）。此外，在添加乙醇的条件下，细胞的平均直径也减少，并呈现纺锤形细胞（图2）。 由于在高浓度葡萄糖条件下细胞并未收缩，反而肥大化，这暗示高浓度葡萄糖引起的生长下降可能并非主要由渗透压脱水引起。此外，即使在高浓度葡萄糖导致生长下降的条件下，添加溶解于乙醇的维生素E或乙醇也能恢复生长并观察到纺锤形细胞，这表明高浓度葡萄糖引起的压力可能部分得到缓解。由于溶解于甲醇的维生素E未显示出压力缓解效果，因此我们认为乙醇而非维生素E的可能性较高。尽管乙醇缓解高浓度葡萄糖压力的原因尚不明确，但过去的研究报导指出，添加乙醇会增加黑暗中的呼吸活性。因此，加入乙醇可能活化了促进碳分解的呼吸作用，从而防止了裸藻淀粉的过度累积，缓解了葡萄糖压力。此外，已有报导指出，使用