Φύκη: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 110:
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ''Chlorella'' είναι η ικανότητα της να υποστηρίξει υψηλή παραγωγικότητα βιομάζας υπό [[Αυτότροφος|αυτοτροφικές]] αλλα και [[Ετερότροφος|ετεροτροφικές]] συνθήκες καλλιέργειας. Υπό φώτο – αυτοτροφικές συνθήκες τα περισσότερα μέλη αυτής της ομάδας παράγουν περίσσεια πρωτεϊνών και λιπιδίων, ωστόσο με την προϋπόθεση η καλλιέργεια να διαρκέσει 1 με 2 εβδομάδες, γεγονός που αποτελεί πρόβλημα καθώς η περίοδος αυτή είναι μεγάλη με αποτέλεσμα την μικρή παραγωγικότητα και ευαισθησία στις καιρικές συνθήκες. Από την άλλη, υπό συνθήκες ετεροτροφίας, φτάνουν σε πολύ μεγαλύτερα επίπεδα παραγωγικότητας με συσσώρευση σημαντικών επιπέδων υδατανθρακών και πολύ χαμηλότερα επίπεδα λιπιδίων και πρωτεϊνών. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός πως όταν τα κύτταρα μεταβούν από ετεροτροφικές σε φωτο – αυτοτροφικές συνθήκες για μικρό χρονικό διάστημα (μια με δυο μέρες ανάλογα τον καιρό) έκθεσης στον ήλιο (διαδικασία επαγωγής φωτός), προκαλεί διακεκριμένες αλλαγές στο ενδοκυτταρικό προφίλ, με μείωση των υδατανθρακών και αύξηση λιπιδίων και πρωτεϊνών από 70% έως 120%. Κατά συνέπεια, υπάρχουν αυξημένες ουσίες – στόχοι και υψηλή παραγωγικότητα. Αυτός ο ελεγχόμενος «διακόπτης» μπορεί να εκμεταλλευτεί σε βιομηχανίες τροφίμων και βιοκαυσίμων.
Μετά από [[Transcriptomics technologies|αναλύσεις μεταγραφώματος]] βρέθηκε πως ο διακόπτης αυτός μπορεί να οδηγήσει σε παραγωγή αναγωγικών ισοδυνάμων ενέργειας (π.χ. σε μορφή [[Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate|NADPH]]) που βοηθούν σε βιοσυνθετικές αντιδράσεις όπως βιοσύνθεση λιπιδίων. Μπορεί, λοιπόν, η αύξηση των αναγωγικών ισοδυνάμων να συμβάλλει εν δυνάμει σε συσσώρευση λιπιδίων στον ενδοκυττάριο χώρο. Στο ''Arabidopsis'', η [[Kinase|κινάση]] 3 του [[Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate|NAD(H)]] είναι η κύρια πηγή κυτταρικού NADPH που χρησιμοποιείται σε αντιδράσεις στο αβιοτικό στρες. Το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή της κινάσης είναι το ''AtNADK'' που βρίσκεται σε 3 αντίγραφα στο γονιδίωμα του ''Arabidopsis''. Στο γονιδίωμα του στελέχους ''Chlorella pyrenoidosa'' FACHB-9 βρέθηκε μόνο ένα αντίγραφο (g6804). Στην ανάλυση μεταγραφώματος φάνηκε πως το συγκεκριμένο γονίδιο ενισχύθηκε κατά 360% σε ετεροτροφικές συνθήκες και 41.6% στην διαδικασία επαγωγής φωτός, υποδηλώνοντας τον ενεργό ρόλο του στην παραγωγή λιπιδίων. Οι Fan J. ''et al.'' το 2015 εισήγαγαν ένα ακόμη γονίδιο ''AtNADK'' στο συγκεκριμένο στέλεχος για να επιβεβαιώσουν τα παραπάνω αποτελέσματα. Τα αρχικά τους αποτελέσματα δεν έδειξαν κάποια διαφορά στις καμπύλες αύξησης των [[Genetically modified organism|διαγονιδιακών]] στελεχών σε σχέση με τον άγριο τύπο και υπο συνθήκες ετεροτροφίας και φωτο – αυτοτροφίας. Στην συνέχεια, χρησιμοποίησαν τον [[Υποκινητής (βιολογία)|υποκινητή]] ''Hsp70'' ο οποίος ευθύνεται για την παραγωγή [[Heat shock protein|πρωτεϊνών θερμικού σοκ]] και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στο ''Chlamydomonas reinhardtii''. Δοκίμασαν ξανά το πείραμα αυτή την φορά και σε συνθήκες θερμικού σοκ και τα αποτελέσματα διαφοροποιήθηκαν. Και στις τρεις διαφορετικές συνθήκες τα διαγονιδιακά στελέχη παρουσίασαν αύξηση 39.3% με 79.9% στα επίπεδα NADPH και 45.3% με 110.4% στα επίπεδα λιπιδίων, συγκρινόμενα με τον άγριο τύπο. Επίσης, εξετάστηκε η σύσταση των λιπαρών οξέων των μετασχηματισμένων στελεχών και δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές σε σχέση με τον άγριο τύπο. Ανάμεσα στις τρεις διαφορετικές συνθήκες καλλιέργειας, ο πιο αποτελεσματικός τρόπος ήταν η επαγωγή φωτός με δεύτερο το θερμικό σοκ και τελευταία την ετεροτροφία.
== Πρωτεΐνες μικροφυκών στην ανθρώπινη υγεία ==
Τα μικροφύκη αποτελούν μια σημαντική πηγή πρωτεϊνών που μπορούν να συμβάλλουν στην καταπολέμηση ή αποτροπή διάφορων δυσλειτουργιών της ανθρώπινης υγείας. Πιο συγκεκριμένα έρευνες έχουν δείξει ότι τα μικροφύκη έχουν αντι-ιικές, αντινεοπλασματικές, αντιοξειδωτικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιαλλεργικές, αντιδιαβητικές και αντιβακτηριακές ιδιότητες καθώς επίσης επιδρούν και στη μείωση λιπιδίων.
=== Πρωτεΐνες για καρδιαγγειακές διαταραχές ===
Κυανοβακτήρια κυρίως είδη των γενών Microcystis, Dolichospermum, Planktothrix και Nostoc παράγουν μια μεγάλη ποικιλία από αναστολείς [[Πρωτεάση|πρωτεασών]], μικρά μόρια δηλαδή, συνήθως πεπτίδια, που συνδέονται με ένζυμα, μιμούμενα τη δομή ενός υποστρώματος. Οι [[Πρωτεάση|πρωτεάσες]] και οι αναστολείς [[Πρωτεάση|πρωτεασών]] χρησιμοποιούνται για θεραπείες και για ανακάλυψη νέων φαρμάκων καθώς η απορρύθμιση της δραστικότητας των [[Πρωτεάση|πρωτεασών]] στους ανθρώπους μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές διαταραχές της υγείας όπως καρδιαγγειακές παθήσεις και καρκίνο. Συγκεκριμένα για την καταπολέμηση και την προφύλαξη από θρομβοεμβολικές διαταραχές έχει απομονωθεί ο αναστολέας aeruginosin από το Microcystis. Για τη θεραπεία του πνευμονικού εμφυσήματος έχει απομονωθεί από Microcystis, Planktothrix και Nostoc μια άλλη ομάδα αναστολέων κυανοβακτηριακής [[Πρωτεάση|πρωτεάσης]], οι μικροβιριδίνες, οι οποίες αποτελούν ισχυρούς αναστολείς [[Ελαστάση|ελαστάσης]]. Ακόμα, για την ανάπτυξη φαρμάκων για [[καρδιαγγειακά νοσήματα]] χρησιμοποιούνται κάποια κυανοβακτηριακά πεπτίδια τα οποία αναστέλλουν διάφορες [[εξωπεπτιδάσες]], όπως τα microginins, τα οποία αναστέλλουν το ένζυμο μετατροπής της αγγειοτενσίνης.
=== Καταπολέμηση καρκίνου ===
Τα μικροφύκη επιπλέον συμβάλλουν στην καταπολέμηση του [[Καρκίνος|καρκίνου]], μιας ασθένειας υπεύθυνης για εκατομμύρια θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο. Από τα μικροφύκη λοιπόν εξάγονται κυτταροτοξικά μόρια που θα μπορούσαν να αποτελούν φάρμακα που έχουν ένα πιθανώς διαφορετικό μοντέλο δράσης και συμπληρώνουν τα ήδη υπάρχοντα με ένα καλύτερο τρόπο, ώστε ο συνδυασμός των φαρμάκων αυτών να είναι αποτελεσματικός για την αντίσταση στη [[χημειοθεραπεία]]. Συγκεκριμένα ουσίες που αναστέλλουν αποτελεσματικά το [[κακοήθες μελάνωμα]], το [[καρκίνωμα μαστού]] και την ανάπτυξη κυττάρων [[αδενοκαρκινώματος]] πνεύμονα έχουν ταυτοποιηθεί από το γλαυκοφύκος Cyanophora paradoxa, τα εκχυλίσματα του οποίου ανέστειλαν σημαντικά την ανάπτυξη των τριών καρκινικών κυτταρικών σειρών.
==== Κατά της μετάστασης του καρκίνου ====
Επίσης έχει βρεθεί ότι ορισμένα μικροφύκη μπορεί να έχουν δυνατότητες κατά της [[Μετάσταση|μετάστασης]] του καρκίνου καθώς μελέτες έχουν δείξει ότι εκχυλίσματα από το χλωροφύκος Chlorella sorokiniana έχουν την ικανότητα να αναστέλλουν την κυτταρική διείσδυση διαμέσου μιας τεχνητής μεμβράνης (ECM) μέσω της αναστολής των ενζύμων ρύθμισης της μετάστασης ΜΜΡ2 και ΜΜΡ9.
=== Επαγωγή απόπτωσης ===
Ακόμα το εκχύλισμα διαιθυλαιθέρα από το θαλάσσιο διάτομο Cocconeis scutellum έχει αποδειχθεί ότι επάγει επιλεκτικά την [[απόπτωση]], μια διαδικασία προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου που εκτός των άλλων εξαρτάται από πρωτεολυτικά ένζυμα που ονομάζονται [[Κασπάση|κασπάσες]], που διασπούν συγκεκριμένες ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες για να βοηθήσουν στην καταστροφή των κυττάρων.
== Πρωτεΐνες μικροφυκών για καλλιέργεια ==
Γραμμή 146 ⟶ 161 :
*Fan J., Ning K., Zeng X., Luo Y., Wang D., Hu J., Li J., Xu H., Huang J., Wan M., Wang W., Zhang D., Shen G., Run C., Liao J., Fang L., Huang S., Jing X., Su X., Wang A., Bai L., Hu Z., Xu J., Li Y. (2015). Genomic Foundation of Starch – to – Lipid Switch in Oleaginous Chlorella spp. Plant Physiology, Vol. 169, pp. 2444 – 2461.
*Gudmundsson S., Agudo L., Nogales J. (2017). Application of genome – scale metabolic models of microalgae and cyanobacteria in biotechnology. Microalgae – Based Biofuels and Bioproducts. Elsevier Ltd.
*M. Hayes, H. Skomedal, K. Skjanes, H. Mazur-Marzec, A. Torunska-Sitarz, M. Catala, M. Isleten Hosoglu, M. Garcıa-Vaquer 2017. Microalgal proteins for feed, food and health. In: Gonzalez-Fernandez C., Muñoz R. (eds) Microalgae-Based Biofuels and Bioproducts: From Feedstock Cultivation to End-Products. Elsevier (ISBN: 978-0-08-101023-5<ref>{{Cite book|title=Microalgae-based biofuels and bioproducts : from feedstock cultivation to end-products|first=Gonzalez-Fernandez,|last=Cristina,|first2=Muñoz,|last2=Raul,|isbn=9780081010273|location=Kindlington, United Kingdom|url=https://www.worldcat.org/oclc/990802652|id=990802652}}</ref>), pp. 347-368.
== Παραπομπές ==
| |||