Φύκη: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

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 ==

*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 ==