Przełożenie wyników badań z zakresu biotechnologii morskiej na praktykę przemysłową
Okrzemki to jednokomórkowe glony o wysyconej krzemionką ścianie komórkowej, które spotkać można w prawie wszystkich siedliskach wodnych. Okrzemki Haslea ostrearia są uważane za powszechnie występujący gatunek tychopelagialny(odnośnik otworzy się w nowym oknie) żyjący w ciepłych oraz tropikalnych wodach. Okrzemki te są wyjątkowe ze względu na swój pozaplastydowy niebieskawy kolor, wynikający z obecności w szczytach komórek rozpuszczalnego w wodzie niebieskiego pigmentu zwanego mareniną(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Po przedostaniu się do wody morskiej marenina może osadzać się na skrzelach małży, które zmieniają wtedy kolor na zielony. Proces ten jest wykorzystywany komercyjnie w akwakulturach małży, ponieważ poprawia smak owoców morza, a naturalny pigment jest wykorzystany w produkcji żywności oraz kosmetyków. W ramach projektu GHaNA(odnośnik otworzy się w nowym oknie), realizowanego przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”, badano bioróżnorodność okrzemków z rodzaju Haslea pod kątem zastosowań w biotechnologii morskiej.
Czerpanie z ekofizjologii okrzemków przy produkcji wysokowartościowych produktów
W ramach projektu GHaNA badano naturalne zakwity niebieskich okrzemków w Oceanie Atlantyckim (Karolina Północna, Stany Zjednoczone), Morzu Śródziemnym (Korsyka, Francja) i Adriatyku (Chorwacja), co ma ułatwić projektowanie doraźnych fotobioreaktorów. Nacisk położono na badania przesiewowe kultur mikroalg unoszących się na powierzchni i znajdujących się w biomasie, a także na ekstrakcję, oczyszczanie i identyfikację struktury chemicznej wysokowartościowych związków. W efekcie poszerzono wiedzę na temat różnorodności rodzaju oraz odkryto cztery niebieskie gatunki Haslea i trzy o innym zabarwieniu. Trwa także sekwencjonowanie genomu gatunku H. ostrearia. Scharakteryzowanie różnych cech autekologicznych, jak i związanych z pigmentacją oraz fizjologią gatunków Haslea pochodzących z różnych stanowisk może ułatwić optymalizację ich hodowli w fotobioreaktorach i przewidywanie ich reakcji na globalną zmianę klimatu, a tym samym selekcję szczepów do konkretnych zastosowań w fotobioreaktorach. Naukowcy projektu GHaNA badali strategie fotoadaptacji i fotoaklimatyzacji tych organizmów, porównując gatunki i szczepy z tego samego rodzaju, ale pochodzące z różnych obszarów geograficznych – od Arktyki po równik. Poczyniono postępy w projektowaniu fotobioreaktorów i produkcji mareniny z wykorzystaniem membran ultrafiltracyjnych. Marenina, będąca kluczowym metabolitem w zastosowaniach przemysłowych, została poddana badaniu kolorymetrycznemu pod kątem jej stabilności w zależności od pH, światła i temperatury po wprowadzeniu jej do emulsji w roli barwnika. Zespół projektu GHaNA badał również kluczowe szlaki syntezy terpenoidów oraz enzymy wytwarzane przez Haslea. Badano także różnorodność chemiczną izoprenoidów produkowanych przez różne szczepy Haslea oraz wpływ czynników środowiskowych i rozmieszczenia geograficznego na ich skład chemiczny i wydajność produkcji. Poza zwiększeniem wartości rynkowej małży marenina wykazuje właściwości allelopatyczne i antybakteryjne, przez co może zwalczać patogeny odpowiadające za wysoką śmiertelność w hodowli ostryg oraz hodowli larwalnej różnych gatunków małży. Badania te pozwoliły na dokładniejsze opisanie struktury mareniny. Polidyspersyjny heteropolisacharyd(odnośnik otworzy się w nowym oknie) został powiązany z wciąż niescharakteryzowanym chromoforem(odnośnik otworzy się w nowym oknie), natomiast działanie prewencyjne i antybakteryjne mareniny zostało ocenione, a następnie pigment zastosowano w wylęgarniach małży.
Wspieranie badań naukowych w zakresie biotechnologii morskiej i ich zastosowań przemysłowych
„Z punktu widzenia nauki najważniejszymi beneficjentami są oczywiście liczni naukowcy na wczesnym etapie kariery biorący udział w projekcie. To doświadczenie pomoże im zwiększyć elastyczność dotyczącą pracy w różnych krajach oraz sprawi, że staną się efektywniejszymi, niezależnymi i zorganizowanymi badaczami”, zauważa Jean Luc Mouget, koordynator projektu. Wyniki badań podstawowych i stosowanych wpłyną na znaczące wzmocnienie sektora mikroalg w Europie w kontekście możliwych zastosowań biotechnologicznych w dziedzinach żywności, zdrowia i biomateriałów. „Dalsze badania będą prowadzone przy wsparciu nowego programu europejskiego Doctoral Networks(odnośnik otworzy się w nowym oknie), do którego chcemy przystąpić”, dodaje Mouget.
Słowa kluczowe
GHaNA, marenina, Haslea, okrzemki, mikroalgi, biotechnologia morska, akwakultura, Haslea ostrearia, badania naukowe
