Προσαρμοστική εξέλιξη της ζύμης Saccharomyces cerevisiae σε συνθήκες πενίας αζώτου

• Κύριος συγγραφέας: Κοθρή, Μαρία
• Άλλοι συγγραφείς: Kothri, Maria
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Ζύμες; Προσαρμοστική εξέλιξη; Saccharomyces cerevisiae; Adaptive laboratory evolution

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκε η προσαρμοστική εξέλιξη της ζύμης Saccharomyces cerevisiae AXAZ-1 κατά τη διάρκεια 48 γενεών σε συνθήκες πενίας αζώτου και φυσική επιλογή σε συνθήκες παρουσίας αζώτου. Η κάθε καλλιέργεια διερχόταν από τρεις διακριτές φάσεις: της ισόρροπης αύξησης (παρουσία αζώτου και άνθρακα), της ελαιογένεσης (σε συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο και παρουσία άνθρακα), και τη φάση αποδόμησης των αποθεματικών λιπιδίων (σε συνθήκες παρουσίας αζώτου). Υποθέσαμε ότι τα αποθεματικά λιπίδια των περισσότερο ελαιογόνων κυττάρων του πληθυσμού θα τους έδινε πλεονέκτημα στην αύξηση, κατά την αποδόμηση των λιπιδίων, έναντι των κυττάρων με μικρότερη ικανότητα ελαιογένεσης. Παρόλα αυτά, κατά τη διάρκεια των 48 γενεών παρατηρήθηκε μείωση της ικανότητας βιοσύνθεσης αποθεματικών λιπιδίων. Πιο συγκεκριμένα, το ποσοστό των λιπιδίων στην βιομάζα μειώθηκε από 25,3 ± 2,5% σε 10,93 ± 1,25%. Από τον χαρακτηρισμό της ικανότητας ελαιογένεσης των παραγόμενων από την προσαρμοστική εξέλιξη πληθυσμών, παρατηρήθηκε αλλαγή στην βιοσύνθεση των αποθεματικών λιπιδίων. Τα στελέχη έπειτα από 32 και 40 γενεές παρουσίασαν μέγιστα ποσοστά λιπιδίων αργότερα κατά την καλλιέργεια σε σχέση με το αρχικό στέλεχος. Παρατηρήθηκε, επίσης διαφορά στην μορφολογία των κυττάρων του αρχικού στελέχους και των κύτταρων έπειτα από 48 γενεές εξέλιξης, με τα πρώτα να παρατηρούνται διάσπαρτα, με 1-2 εκβλαστήματα, ενώ στις καλλιέργειες των τελευταίων να παρατηρούνται συσσωματώματα αποτελούμενα από περισσότερα των τριών κύτταρα. Ως εφαρμογή, μελετήθηκε η ικανότητα του αρχικού στελέχους και του στελέχους που προέκυψε έπειτα από 48 γενεές να καλλιεργούνται σε υπόστρωμα παραγόμενο ως υποπροϊόν βιομηχανίας ροδιού για την παραγωγή αιθανόλης. Τα δύο στελέχη παρουσίασαν παρόμοια αύξηση, καταναλώνοντας όλη την γλυκόζη στο υπόστρωμα και παράγοντας περίπου ίδια ποσότητα αιθανόλης, 15 g/L για το αρχικό και 13,8 g/L για το τελικό στέλεχος. Αυτό καθιστά το υποπροϊόν βιομηχανίας ροδιού το ίδιο αξιοποιήσιμο με άλλα κοινά γεωργοβιομηχανικά υποπροϊόντα, ως εναλλακτικό υπόστρωμα βιοτεχνολογικών εφαρμογών.