Lendületes kutatók új eredménye magyarázza a zöldalgák gyors C-vitamin-termelését

A biotechnológiai iparban fontos szerepet kapnak az egysejtű élőlényeket érő stresszhelyzetek, hiszen gyakran éppen ezek hatására indulnak be olyan biokémiai folyamatok, melyekből hasznos reakciótermékek származnak.

Tóth Szilvia Zita és az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában működő Lendület-csoportja egy, a biotechnológusok és a növénybiológusok által igen kedvelt zöldalgafaj, a Chlamydomonas reinhardtii sejtjeiben lejátszódó biokémiai folyamatokkal foglalkozik. Kutatásaikban elsősorban az aszkorbinsav, vagy ismertebb nevén, a C-vitamin élettani szerepeit vizsgálják. Ez a vegyület fontos eszköz az élőlények stresszhatások elleni védekezésében, hiszen különféle biokémiai mechanizmusok résztvevőjeként képes semlegesíteni a keletkező szabadgyököket.

Chlamydomonas zöldalgák fotobioreaktorban Fotó: Tóth Szilvia Zita

Míg azonban magasabb rendű növényekben az aszkorbinsav állandóan nagy mennyiségben van jelen, addig a zöldalgákban csak nagyjából század akkora mennyiségben képződik. Környezeti stresszhatásra (például erős fény, tápanyaghiány esetén) viszont az aszkorbinsav koncentrációja néhány óra alatt akár tízszeresére nő, tápanyaghiány esetén pedig két nap alatt ötvenszeres koncentrációváltozás volt kimutatható.

A növénybiológia egyik vezető szakfolyóirata, a New Phytologist áprilisi kiadásában közzétett cikkükben Tóth Szilvia Zita és kutatótársai biokémiai, biofizikai és molekuláris biológiai vizsgálatokkal kimutatták, hogy a zöldalgák aszkorbinsav-termelésének szabályozása a magasabb rendű növényektől lényegesen eltérő módon zajlik. Ez a mechanizmus teszi lehetővé a magasabb rendű növényekben ismeretlen hirtelen koncentrációnövekedést.

Aszkorbinsav-kristályok mikroszkópos képe Forrás: ELTE/Dr. Solymosi Katalin

Eredményeik a biotechnológusok figyelmét is felkelthetik, hiszen a kutatócsoport egy korábbi publikációjában már fontos összefüggéseket talált az aszkorbinsav-termelés és a biohidrogén-előállításban talán leggyakrabban (ki)használt stresszhelyzet, a kénmegvonás között.

A szegedi kutatók jelenleg az aszkorbinsav más, kevéssé ismert szerepeit és szállítási mechanizmusát vizsgálják zöldalgákban és növényekben, illetve új utakat keresnek az algák biohidrogén-termelésének hatékonyabbá és fenntarthatóbbá tételéhez.