Sciencemag.cz
Doporučujeme
Polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) jsou velmi důležité pro lidskou výživu i pro výživu chovných ryb.
Antarktická jezera lákají pozornost přírodovědců díky svým jedinečným vlastnostem. Jejich extrémní chemické a fyzikální podmínky a jednoduché potravní sítě společně nabádají k využití jako přírodní laboratoře. Hlavními primárními producenty biomasy jsou sinice a převážně bičíkaté řasy. Při jedné z antarktických expedic, které se účastnila i Linda Nedbalová, vědce zaujala čtyři hluboká jezera pokrytá silnou vrstvou ledu. Ukázalo se, že v těchto jezerech na ostrově Jamese Rosse dominantu planktonu tvoří miniaturní řasa bez bičíku. Touto řasou je Monoraphidium, o jehož zajímavých charakteristikách se dozvíte dále díky spolupráci vědců z Katedry ekologie PřF UK, Centra polární ekologie v Českých Budějovicích, MBÚ AV ČR v Praze a BÚ AV ČR v Třeboni.
Vědci z jezer odebrali vzorky, aby se mohli detailně podívat na tvar a strukturu buněk, analyzovat je pomocí molekulárních metod, zjistit světelné a teplotní nároky a obsah biotechnologicky zajímavých látek v této řase. Ukázalo se, že kmeny izolované ze dvou jezer patří ke stejnému druhu rodu Monoraphidium, ovšem druhu dosud nepopsanému. Jeho nejbližší příbuzný byl nalezen v biofilmu krasového potoka v Německu.
Pěstování za různorodých světelných a tepelných podmínek potvrdilo, že tato řasa je velmi dobře přizpůsobená životu za ohromného nedostatku světla, při daném nastavení experimentu se ani nepodařilo zjistit spodní limit osvícení, při kterém by už přestala růst. Co se týče teplotních nároků, řasa dobře rostla v poměrně širokém rozmezí teplot 6–20°C, přičemž nad 25 °C už nerostla vůbec. To znamená, že tento druh z rodu Monoraphidium je schopný se dobře přizpůsobit kolísajícím teplotám, ale není to typický studenomilný (psychrofilní) druh. Pravých studenomilných druhů bylo dosud zaznamenáno jen velmi málo.
Antarktické Monoraphidium vědce velmi mile překvapilo vysokým obsahem tzv. polynenasycených mastných kyselin (PUFA). Ty jsou velmi důležité i pro lidskou výživu nebo pro výživu chovných ryb a zooplanktonu. V současnosti je po nich veliká poptávka, a proto se stále hledají organismy, které tyto cenné kyseliny obsahují ve vysokém množství. Právě tento nový druh řasy se zdá být slibným organismem pro budoucí biotechnologické využití. Navíc široké rozmezí teplot, ve kterém je řasa schopná růst, by mohlo být výhodou pro kultivaci v podmínkách České republiky v chladných měsících, které dnes komerčně pěstované řasy nesnesou.
Proto skupina vědců, jejíž součástí byla také Linda Nedbalová z Katedry ekologie, provedla pilotní poloprovozní kultivaci jednoho z antarktických kmenů. Výsledky jsou velmi příznivé, tento kmen řasy umí vyrobit až 162 mg lipidů na litr během jednoho dne. Pro srovnání, prozatímní výtěžky kmenů z tohoto rodu pocházející z jiných oblastí se pohybovaly okolo 60 mg L-1 den-1. Navíc žádané PUFA dosahovaly až jedné třetiny celkového množství lipidů, což jsou také zcela výjimečné výsledky.
Autoři se domnívají, že takový vysoký obsah lipidů a zejména PUFA je následkem přizpůsobení se chladným podmínkám. Nenasycené mastné kyseliny jsou totiž velmi důležité pro udržení pružnosti buněčných membrán, zejména v tak drsných podmínkách, které v Antarktidě panují. Je možné, že díky těmto objevům se kultivaci řas v našich podmínkách blýská na lepší časy.
Nedbalová, L., Mihál, M., Kvíderová, J., Procházková, L., Řezanka, T., Elster, J. (2017): Identity, ecology and ecophysiology of planctic green algae dominating in ice-covered lakes on James Ross Island (northeastern Antarctic Peninsula). Extremophiles 21, 187–200.
Řezanka, T., Nedbalová, L., Lukavský J., Střížek, A., Sigler, K. (2017): Pilot cultivation of the green alga Monoraphidium sp. producing a high content of polyunsaturated fatty acids in a low-temperature environment. Algal Research 22, 160–165.
Převzato z popularizační rubriky Přírodovědecké fakulty UK Praha
Zpracovala: Radka ZELENÁ
