Επίδραση μεταλλάξεων απαλοιφής στην πρόσληψη τοξικών μετάλλων και στη ζυμωτική ικανότητα του σακχαρομύκητα Saccharomyces cerevisiae

• Κύριος συγγραφέας: Γιαννουλέα, Γεωργία
• Άλλοι συγγραφείς: Μπεκατώρου, Αργυρώ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Ουράνιο; Βιορρόφηση; Μετάλλαξη απαλοιφής; Uranium; Biosorption; Deletion mutation; S. cerevisiae; 571.954 3

Το ουράνιο (U) αποτελεί σοβαρό περιβαλλοντικό ρύπο που προέρχεται από διάφορες ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως ορυχεία, πυρηνικές βιομηχανίες, και φωσφορικά λιπάσματα. Είναι ένα εξαιρετικά τοξικό στοιχείο, επομένως η απομάκρυνσή του από υγρά απόβλητα έχει μεγάλη σημασία. Για το σκοπό αυτό έχουν χρησιμοποιηθεί φυσικοχημικές μέθοδοι (αντίστροφη όσμωση, ιονανταλλαγή, κ.α.) αλλά το υψηλό κόστος τους πιέζει προς την κατεύθυνση βιοτεχνολογικών προσεγγίσεων, όπως η βιορρόφηση με τη χρήση μικροοργανισμών. Επιπλέον, μικροβιακές μάζες που παράγονται ως παραπροϊόντα αγροτο-βιομηχανικών διεργασιών αποτελούν χαμηλού κόστους βιορροφητικά υλικά. Οι μικροοργανισμοί επηρεάζουν την κινητικότητα διαλυμένων μετάλλων με διάφορες διεργασίες, όπως ενεργός βιοσυσσώρευση, οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, και παθητική δέσμευση στις κυτταρικές μεμβράνες. Στις περισσότερες μελέτες βιορρόφησης οι παράμετροι που μελετώνται είναι η συγκέντρωση του μετάλλου, η θερμοκρασία και το pH του διαλύματος. Εξίσου σημαντική είναι η μεταβολική κατάσταση και το στάδιο ανάπτυξης του μικροοργανισμού. Ο ζυμομύκητας Saccharomyces cerevisiae είναι γνωστός για την ικανότητα δέσμευσης βαρέων μετάλλων. Μελέτες έχουν δείξει ότι το U(VI) συσσωρεύεται στην επιφάνειά του αντιδρώντας με φωσφορικές ομάδες προς φωσφορικά άλατα. Το U επίσης επιβραδύνει την κυτταρική ανάπτυξη και όσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολική δραστηριότητα του μικροοργανισμού τόσο μικρότερη η βιοσυσσώρευση U. Συγκεκριμένα το U επηρεάζει τον S. cerevisiae σε μοριακό επίπεδο ρυθμίζοντας την έκφραση πρωτεϊνών. Άρα συγκεκριμένες πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για τη βιοσυσσώρευση και την αντοχή στο U, και αν τα αντίστοιχα γονίδια απαλείφονται, η αντοχή και η ικανότητα συσσώρευσης U μειώνονται. Επομένως η χρήση στελεχών με απαλοιφή ενός γονιδίου είναι πολύ χρήσιμη για τη μελέτη των αντίστοιχων πρωτεϊνών. Στην εργασία αυτή, τρία στελέχη S. cerevisiae συγκρίθηκαν ως προς την πρόσληψη U: (α) το άγριο στέλεχος BY4741, (β) το pmc1Δ με απαλοιφή γονιδίου Ca2+ ATPάσης, που συμμετέχει στην απομάκρυνση ιόντων Ca2+ από το κυτταρόπλασμα και προλαμβάνει την αναστολή ανάπτυξης, ενεργοποιώντας το ένζυμο καλσινευρίνη (ασβεστιοεξαρτώμενη σερίνη-θρεονίνη φωσαφατάση) παρουσία αυξημένων συγκεντρώσεων Ca2+, και (γ) το nhx1Δ με απαλοιφή του γονιδίου ανταλλάκτη Na+/H+& K+/H+, που απαιτείται για ενδοκυτταρική μεταφορά Na+& K+, αντοχή σε οξύ υπερτονικό σοκ, και για σύντηξη των κενοτοπίων. Τα τρία στελέχη μελετήθηκαν επίσης ως προς τη ζυμωτική τους ικανότητα χρησιμοποιώντας ως υποστρώματα εκχυλίσματα Κορινθιακής σταφίδας σε συνθήκες οινοποίησης.