专利名称：一种通过转基因微藻生产神经酸的方法神经酸，化学名顺-15- 二十四碳单烯酸，是一种ω 9系的长链单不饱和脂肪酸，分子式为C24H46O2，相对分子质量为366. 6，在常温下为白色片状晶体，能溶于醇，不溶于水，熔点 39 40 0C ο神经酸，是大脑神经细胞和神经组织中的重要成分，在哺乳动物中，神经酸广泛分布于脊椎动物组织的鞘脂中，其中神经酸通过酰胺键与鞘胺醇结合。是动物大脑的白质和周围神经组织的重要组成成分。研究表明，神经酸能促进受损神经组织修复和再生，是神经细胞特别是大脑细胞、视神经细胞、周围神经细胞生长、再发育和维持的必需营养素，对提高脑神经的活跃程度、防止脑神经衰老有重要作用。神经酸可以作为多发性硬化症、肾上腺髓质萎缩症、视神经脊髓炎症、急性弥漫性脑脊髓炎症等脱髓鞘疾病以及^llweger综合症的辅助治疗药物或营养补充剂。此外，研究还表明血清中神经酸水平低与突发性感音神经性聋有显著关系。神经酸水平与精神疾病密切相关。精神疾病，如精神分裂症、精神病、注意力缺失等，患者的组织和血液中神经酸的水平较低。神经酸对与肥胖相关的代谢病患者、绝经期后接受荷尔蒙替换治疗者、酗酒者等的冠状动脉疾病危险有预防作用。神经酸除了具有治疗神经系统疾病外，还具有增强免疫的作用。研究表明神经酸对DNA聚合酶β具有抑制作用，神经酸还能抑制HIV-I反转录酶的活性并表现出量效相关性。因此，甚至有报道称富含神经酸的元宝枫油具有增强免疫、抑制肿瘤生长和治疗艾滋病的作用。由于神经酸的重要生物活性，神经酸生产和在医药和营养方面的应用具有广泛的前景。膳食中添加神经酸可以支持大脑和神经组织中髓磷脂的合成和发挥功能作用。含有神经酸的补充膳食对于遗传性过氧化物酶体病(如肾上腺脑白质营养不良，Zellweger’ s综合证)患者的脂质代谢、多发性硬化症病患者的康复和接受婴儿配方营养餐的早产儿的正常发育都有重要的意义。用富含神经酸的油脂治疗kllweger’ s综合证也取得了临床疗效。血浆中神经酸的水平与婴儿营养和发育状况具有相关性，母乳喂养的婴儿红血球中神经酸水平比人工喂养的婴儿的高，营养学家推荐无论是足月产还是早产婴儿，如果人工喂养，其代乳品中应该添加神经酸、DPA (二十二碳五烯酸)和DHA (二十二碳六烯酸)。为了增加牛乳的神经酸含量，甚至有人用含神经酸酯的油脂添加到奶牛饲料中来提高牛奶的神经酸含量。由于神经酸存在于乳清中，所以这些富含神经酸的牛乳特别适合于制作具有特别营养的口味宜人的营养强化酸奶。神经酸和ARA (二十碳四烯酸)、DHA和亚麻酸一样具有促进人类健康的生物活性，可以成为保健食品的油脂添加物。人们相信，神经酸将是未来具有巨大应用潜力的有利于人类健康的生物活性脂肪酸营养因子，神经酸和富含神经酸的油脂也将会迎来巨大的市场机会。然而，到目前为止，在世界范围内还没有大规模的生产技术，少量的神经酸主要从有限的植物资源中提取，或者在从菜籽油生产芥酸的过程中提取含量极低的神经酸，这与DHA的可以通过微藻大规模生产的状况形成鲜明对比。所以，研究开发通过微藻生产神经酸的方法具有非常重要的意义。
本发明的目的是提供一种通过转基因微藻生产神经酸的方法。本发明是通过转基因技术，构建具有高产神经酸能力的微藻藻种，然后利用转基因微藻规模化培养生产神经酸。本发明的内容包括，将具有高产神经酸的生物的脂肪酸延长合成中的关键酶(3-酮脂酰CoA合酶)的基因转入宿主微藻细胞中，使微藻具有或增强合成神经酸的能力，从而实现通过培养转基因微藻并且促使其积累油脂，从微藻中提取富含神经酸的油脂或者进一步加工生产神经酸。3-酮脂酰CoA合酶的基因可以来自于具有高产神经酸能力的植物，如蒜头果、元宝枫、金钱草、碎米芥等。宿主可以是具有较强的积累油脂能力，并且油脂中的脂肪酸成分中油酸含量比其他脂肪酸含量高得多，或22碳以下的单不饱和脂肪酸含量占不饱和脂肪酸总量的大部分的微藻，如富油新绿藻(Afeo^Woris oleoabundans)等。本发明相对于现有技术的有益效果是首先，可以提高神经酸的含量，目前人们还没有掌握哪一种微藻其神经酸的含量具有商业价值，通过本技术可以获得高产神经酸的微藻藻种；其次，可以解决神经酸资源稀缺因而产量很低的现状，目前人们发现只有少量稀有高等植物具有较高的神经酸含量，但是由于这些植物生长条件苛刻生长慢，所以神经酸的产量无法提高，微藻生长快、培养条件简单、可以工业化培养，所以通过本发明的技术有希望实现神经酸的高产；第三，推广应用本技术有利于保护稀有植物；第四，现有的提取神经酸的技术主要从神经酸含量很低的植物油中分离提取，成本很高，神经酸的价格很高，不利于推广应用，推广本发明技术将可以降低生产成本、增大产量，从而可以降低产品价格，有利于神经酸的应用。取蒜头果组织，提取总RNA用作模版，用设计好的引物RT-PCR得到3-酮脂酰CoA合酶的mRNA，用RACE技术得到全长，连接到载体，用基因枪将载体注入富油新绿藻细胞，筛选转化子，扩培转化子，收集微藻细胞，提取油脂，水解油脂，用GC-MS分析脂肪酸组成，结果微藻油脂含量45% (对细胞干重)，神经酸占总脂肪酸的40%以上。实施例2取元宝枫组织，提取总RNA，用设计好的引物RT-PCR得到3-酮脂酰CoA合酶的mRNA，用RACE技术得到全长，连接到载体，用利用农杆菌将载体转入小球藻细胞，筛选转化子，扩培转化子，收集微藻细胞，提取油脂，水解油脂，用GC-MS分析脂肪酸组成，结果微藻油脂含量30% (对细胞干重)，神经酸占总脂肪酸的35%以上。
本发明涉及一种通过转基因微藻生产神经酸的方法，是将具有高产神经酸能力的生物中脂肪酸延长合成代谢途径中的关键酶——3-酮脂酰CoA合酶的基因转入宿主微藻细胞中，使微藻具有或增强合成神经酸的能力，从而实现通过培养这种转基因的微藻并促使其积累油脂，然后从培养的微藻细胞中提取得到神经酸含量很高的油脂，从这种油脂中提取得到神经酸。