| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο και για τους σκοπούς του ερευνητικού έργου «Αξιοποίηση εκπομπών λιγνιτικών μονάδων σε διεργασίες βιομετατροπής προς καύσιμα και ειδικά χημικά – ΒΙΟΜΕΚ Τ1ΕΔΚ-00279», το οποίο αφορά στη διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης ακραιόφιλων μικροοργανισμών, που διαθέτουν το μονοπάτι μη φωτοσυνθετικής αφομοίωσης του διοξειδίου του άνθρακα – μονοπάτι Wood – Ljungdahl -, για την βιομετατροπή των αέριων εκπομπών λιγνιτικών μονάδων προς αξιοποιήσιμα οργανικά μόρια. Τα βακτήρια που διαθέτουν αυτή τη λειτουργία και έχουν χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος στη βιβλιογραφία είναι τα ακετογόνα, και πιο συγκεκριμένα το βακτήριο Moorella thermoacetica. Κύριος στόχος της παρούσας εργασίας ήταν να καταγραφούν τα χαρακτηριστικά των βακτηρίων που διαθέτουν αυτή τη διεργασία και χρησιμοποιώντας βιολογικές βάσεις δεδομένων και εργαλεία συγκριτικής γονιδιωματικής και βιοπληροφορικής να διερευνηθεί η ύπαρξη άλλων μικροοργανισμών, που δεν έχουν μελετηθεί εκτενώς, που διαθέτουν αυτή τη λειτουργία και μπορούν να αποτελέσουν στόχους βιοτεχνολογικής αξιοποίησης.
Στο πλαίσιο αυτό, πραγματοποιήθηκε αρχικά εκτενής μελέτη του μεταβολικού μονοπατιού Wood – Ljungdahl, ως προς τον μηχανισμό λειτουργίας των ενζύμων που το απαρτίζουν και των μεταξύ τους συνεργασιών και αλληλεπιδράσεων. Επιπλέον, καταγράφηκαν οι κατηγορίες των ακραιόφιλων οργανισμών και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, καθώς και ποιες είναι οι πιθανότητες να φέρουν τη λειτουργία του μονοπατιού Wood – Ljungdahl. Πιο ειδικά, μελετήθηκε ως προς αυτά τα χαρακτηριστικά το ακραιόφιλο βακτήριο M. thermoacetica, που χρησιμοποιήθηκε και ως βάση σε κάποιες μελέτες συγκριτικής γονιδιωματικής. Για την εύρεση οργανισμών, που φέρουν πιθανά το μονοπάτι Wood – Ljungdahl, χρησιμοποιήθηκαν πληροφορίες από τις βιολογικές βάσεις GenBank, UniProt, τη βάση μεταβολικών μονοπατιών KEGG και τη βάση γενετικών δεδομένων μικροοργανισμών JGI-IMG/M. Από την παραπάνω αναζήτηση, προέκυψαν 69 είδη ακραιόφιλων βακτηρίων από 21 γένη, που κατηγοριοποιήθηκαν ως προς ένα σύνολο κριτηρίων για την πιθανότητα να φέρουν ολόκληρο και με την καταβολική του κατεύθυνση το μεταβολικό μονοπάτι Wood – Ljungdahl. Για τα βακτήρια που πληρούσαν τα κριτήρια (13 είδη από 5 γένη), αναζητήθηκε περαιτέρω πληροφορία στη βιβλιογραφία, εάν έχει δειχθεί πειραματικά η δυνατότητα να ενεργοποιούν το εν λόγω μονοπάτι και προτείνονται ως πιθανοί στόχοι βιοτεχνολογικής εκμετάλλευσης και περαιτέρω πειραματικής διερεύνησης για τις συνθήκες στις οποίες πρέπει να αναπτυχθούν για να μπορούν να αξιοποιηθούν ως προς αυτή τη λειτουργία.
|
|---|
