بیوتکنولوژی جلبکبیوتکنولوژی محیط زیست

افزایش ذخیره نشاسته در جلبک‌ ها با روشی پروتئینی

به گزارش مجله The Journal of Plant، نتایج محققان ژاپنی،سبب پیش‌بینی افزایش تولید نشاسته حاصل از جلبک شده است. این روند براساس غیرفعال کردن پروتئینی خاص موسوم به TOR میسر شد. محصولات زیستی از این دست منبع زیستی با ارزشی برای سوخت‌های زیستی و دیگر مواد تجدیدپذیر بوده و به‌ دلیل توانایی جایگزینی با سوخت‌های فسیلی و کمک به توسعه جوامع و سیستم‌های پایدار، حائز اهمیت هستند.


تیمی تحقیقاتی تحت رهبری سوسوکه ایمامورا (Sousuke Imamura) در آزمایشگاه شیمی و علوم طبیعی، مؤسسه تحقیقات نوآورانه، مؤسسه فناوری توکیو (Tokyo Tech) کلید کنترل‌کننده میزان محتوای نشاسته در جلبک‌ها را کشف کرده‌اند.

محققان با تمرکز بر جلبک قرمز تک‌سلولی سیانیدیسچیزون مرولا (Cyanidioschyzon merolae) دریافتند که محتوای نشاسته در C.merolae از طریق غیرفعال کردن یک پروتئین کیناز موسوم به TOR به‌ واسطه قرارگیری در معرض راپامایسین (rapamycin) به‌ طور چشمگیری افزایش می‌یابد. این پروتئین نوعی آنزیم است که از طریق افزودن گروه‌های فسفات (فسفوریلاسیون) به پروتئین‌ها سبب تغییر آن‌ها شده و نقش مهمی نیز در رشد سلول‌ها ایفا می‌کند.

نکته اساسی در این مطالعه، بررسی جزئیات مکانیسم اصلی این افزایش فوق‌العاده در محتوای نشاسته است. لذا محققان با استفاده از یک روش کروماتوگرافی مایع طیف‌سنجی جرمی دوگانه (LC-MS/MS)، تغییرات ناچیز ساختار بیش از 50 پروتئین محتمل در فعال‌سازی فرآیند ذخیره نشاسته را مورد بررسی قرار دادند.

طی بررسی‌های انجام گرفته، پروتئین کلیدی GLG1 مورد توجه قرار گرفت. GLG1 آنزیمی موجود در مخمر و سلول‌های حیوانی است و به شیوه‌ای مشابه با پروتئین گلیکوژنین در شروع ساخت نشاسته (و یا گلیکوژن) درگیر است.

این مکانیسم مورد توجه طیف وسیعی از صنایعی خواهد بود که به دنبال افزایش میزان تولید سوخت‌های زیستی و ارزش افزوده محصولات بیوشیمی هستند. از جمله این یافته‌ها می‌توانند تولید مواد افزودنی سوختی سازگار با محیط‌زیست، داروسازی، لوازم آرایشی و پلاستیک‌های زیستی، پلاستیک‌های ساخته شده از منابع زیست‌توده تجدیدپذیر؛ را تسریع بخشند. در حال حاضر هم‌زمان با توقف تولید مرحله‌ای کیسه‌ها و نی‌های یک‌بار مصرف در بسیاری از نقاط جهان، تقاضا برای پلاستیک‌های زیستی بسیار افزایش یافته است.

جلبک‌ها در مقایسه با سایر گیاهان به‌ دلیل بهره‌وری بالای فتوسنتز و سهولت نسبی کشت بسیار جذاب هستند. نشاسته، تری‌آسیل گلیسرول‌ها (TAGs) و دیگر اجزای زیست‌توده جلبک به‌ طور فزاینده‌ای به‌ عنوان راهکاری امیدبخش و قدرتمند برای کمک به اهداف توسعه پایدار (SDG) سازمان ملل مورد توجه هستند.

در انتها این تیم تحقیقاتی یادآور می‌شود که مطالعات بیشتر بر روی سایر گونه‌های جلبک و نیز گیاهان تکامل یافته‌ تر از قبیل آرابیدوپسیس تالیانا (Arabidopsis thaliana) می‌تواند اطلاعات بیشتری در زمینه مکانیسم‌های بنیادی مولکولی در پس فرآیند ذخیره نشاسته ارائه دهد. ایمامورا معتقد است که این اطلاعات به توسعه فناوری‌ها در جهت بهبود بهره‌وری تولید بیوسنتزی نشاسته، بهبود زیست‌توده پایدار و تولید انرژی زیستی کمک می‌نماید.

منبع خبر
لینک مقاله

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نرگس اقبالی

اهل تهران، دانش آموخته کارشناسی ارشد شیمی آلی-پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران. زمینه های پژوهشی مورد علاقه: شیمی دارویی و گیاه داروها، ماشین‌های مولکولی، نانو مواد هدفمند پلیمری و دارویی، شیمی نوری، بیوشیمی

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

− چهـار = 2

دکمه بازگشت به بالا
بستن