微藻用于分子晶体的生物合成
研究显示，甲藻可将水溶液中的含氮杂环化合物迅速积累为氮储存晶体，并将其用于生长。这一结晶过程还可被调控，以生产具有特定形貌和光学性质的分子晶体。
甲藻能够迅速将水溶液中的多种含氮杂环化合物积累为氮储存晶体，揭示了其代谢溶解性有机氮的一种普遍机制。其结晶行为可被调控，以生成具有定制形貌和光学性质的晶体，包括双折射黄嘌呤球晶，并可利用微藻作为细胞工厂，在常温常压条件下从水溶液中生产分子晶体。
具有高反射性的生物源晶体，如 guanine，作为有毒无机光学材料的生物相容性替代品，具有潜在应用价值。工程化微生物细胞已被广泛用于生产高价值代谢物，但功能性晶体材料的生物合成此前尚未实现。
在海洋甲藻中，guanine 晶体可作为高容量氮储存物，用于克服环境中周期性的氮缺乏。当处于缺氮状态的 Amphidinium carterae 细胞被转移到仅含约 40 μM 溶解 guanine 作为唯一氮源的培养基中时，培养基中的 guanine 会迅速耗尽，同时出现由 guanine β 多晶型组成、具有双折射特性的多晶球体。这些多晶球体位于中央、由膜包裹的液泡中。
在暴露于外源 guanine 后仅 1–10 分钟，液泡便开始积累晶体；约 1–5 小时后完全形成；并在 12–48 小时后开始解体。甲藻能够直接摄取、结晶多种含氮杂环化合物，并依靠其增殖，这表明将有机氮以晶体形式储存，并随后从这些晶体中释放有机氮，是其代谢溶解性有机氮的一种普遍策略。
像 guanine 这样的含氮杂环化合物，是低分子量溶解性有机氮的主要组成成分，而后者是海洋中丰富且持久存在的一种还原态氮。人为活动已导致溶解性有机氮增加，阐明微藻如何代谢含氮杂环化合物，对于理解海洋中溶解性有机氮循环至关重要。甲藻的氮储存策略对其与珊瑚的共生关系也极为关键，因为由甲藻转运而来的有机氮使珊瑚礁能够在营养贫乏的海域中繁盛。
鉴于这些微溶分子在体外重结晶时通常需要极端 pH 值或有机溶剂，甲藻能够迅速从水溶液中结晶含氮杂环化合物的能力尤为引人注目。结果表明，微藻可被开发为细胞工厂，在水溶液中生产分子晶体，并可能进一步应用于药物结晶和有毒污染物的生物修复。