معلومة

طرق التسبب في تلف الغشاء للطحالب الدقيقة والخميرة؟

طرق التسبب في تلف الغشاء للطحالب الدقيقة والخميرة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا أبحث عن طريقة لرصد تلف الغشاء في الخلايا. للقيام بذلك ، يجب أن يكون لدي نقاط مرجعية ، وهي الخلايا ذات الأغشية التالفة.

أنا أعمل مع Dunalliela و Hematococcus (كلاهما من الطحالب الدقيقة) والخميرة الشائعة. لقد كنت أستخدم الإيثانول في الغالب لتدمير الأغشية حتى الآن.

ما هي الطرق الأخرى لإحداث أكبر قدر ممكن من الضرر لأغشية الطحالب الدقيقة (أو الخميرة)؟ الفكرة ليست محوًا كاملاً للخلية ، بل بالأحرى تلف الغشاء (الموت متوقع).


للوصول إلى غشاء هذه الأنواع ، تحتاج أولاً إلى تجاوز جدار خلوي هائل. لذلك فإن الطرق المذكورة أدناه تهدف بشكل أكبر إلى جعل الخلايا قابلة للاختراق ولكن يجب أن تتعرض الأغشية لبعض الضرر في هذه العملية.

  • في مختبرنا ، نستخدم بشكل منتظم تحويل الخرز الزجاجي لتحويل الطحالب الدقيقة. يسمح الكشط الدقيق للحمض النووي بالدخول ، لذا أتخيل أن الأغشية يجب أن تتلف بطريقة ما.
  • لقد استخدمت أيضًا وسائط ناقصة التوتر (اعتمادًا على الإجهاد) لتضخم الخلايا بالقرب من نقطة انفجارها. أتخيل أنها تصبح قابلة للاختراق إلى حد ما في هذه المرحلة لأنها تركت العديد من الأصباغ التي يتم استبعادها بخلاف ذلك.

طرق مراقبة التلوث البيئي

يشكل التلوث البيئي تهديدًا كبيرًا للوجود الصحي للبشرية. تولي الحكومات في جميع أنحاء العالم اهتمامًا جادًا لرصد التلوث وتقليله باستمرار.

كما تشارك المنظمات العامة والمنظمات غير الحكومية بنشاط في هذا المشروع. بشكل عام ، هناك أربعة مستويات من وكالات مراقبة التلوث أو وكالات حماية البيئة (EPAs).

هذا على مستوى الحي أو الكتلة. تشارك المنظمات غير الحكومية ووكالات التنمية الريفية في مراقبة التلوث.

القائمة على مستوى الولاية ، تتم المراقبة من قبل مجالس مكافحة التلوث التابعة للولاية.

هذا على المستوى الوطني / القطري. كل دولة لديها وكالة حماية البيئة الخاصة بها لمراقبة التلوث.

ترتبط الهيئات الدولية / الحكومية ارتباطًا وثيقًا بمراقبة التلوث الذي يعد ظاهرة عالمية. وتشارك منظمة الصحة العالمية وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة بنشاط.

طرق التكنولوجيا الحيوية لقياس التلوث:

في السنوات الأخيرة ، يتم الكشف عن التلوث البيئي ومراقبته من خلال مناهج تشمل الأنظمة الحيوية. لهذا الغرض ، يتم استخدام عدة مجموعات من النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. وكالات حماية البيئة (EPAs) تعتبر المراقبة الحيوية للتلوث أداة مفيدة لرصد التلوث البيئي من وجهة التدابير التشخيصية والوقائية والعلاجية.

معايير المراقبة الحيوية للتلوث:

تعتبر المعلمات أو المعايير المختارة للرصد الحيوي للتلوث في غاية الأهمية. يجب أن تكون موثوقة وقابلة للتكرار وفعالة من حيث التكلفة. تم اعتماد ثلاثة أنواع من المعايير في الغالب للرصد الحيوي لتصنيف التلوث البصري ، وتقييم السمية الجينية ، وتقييم التمثيل الغذائي.

في التقييم المرئي ، يتم أخذ معدل النمو والإنتاجية في الاعتبار. عند استخدام الكائنات الحية الدقيقة في اختبار الاختبار ، يمكن قياس النمو عن طريق تحليل قياس العكر. في حالة النباتات العليا ، يؤخذ في الاعتبار معدل نمو الأجزاء المختلفة ، والأضرار البصرية للأوراق ، وحيوية البذور ، وتواتر الإنبات.

فيما يتعلق بالحيوانات (الأسماك شائعة الاستخدام) ، مفهوم صعوبة التعلم50 يستخدم أي الجرعة التي يتأثر عندها 50٪ من كائن الاختبار. في بعض الأحيان ، يكون وجود أو عدم وجود نوع معين من الكائنات الحية بمثابة مؤشر على التلوث البيئي.

تصنيف السمية الجينية:

تقيس اختبارات السمية الجينية مدى الضرر الذي يلحق بالكائن الحي من التلوث البيئي على المستويات الخلوية وشبه الخلوية. يمكن الكشف عن الآفات السامة للجينات على العضيات الخلوية (الأغشية شائعة الاستخدام) ، والجينومات ، وأنظمة المناعة ، والجزيئات الحيوية ، إلخ.

تعتبر الاختبارات السامة للخلايا مثل قياس الضرر الكروموسومي (بما في ذلك الكسر) وتبادل الكروماتيد الشقيق (SCE) وعد النوى الصغيرة مفيدة أيضًا في الكشف عن التلوث. يمكن قياس قابلية الخلية للحياة من خلال الكشف عن قابلية البقاء في المختبر. في السنوات الأخيرة ، تُستخدم مجسات الحمض النووي لتحديد الكائنات الحية المسببة للأمراض في الماء.

التصنيف الأيضي:

يمكن قياس التغيرات البيوكيميائية مع التلوث البيئي (نوعيًا وكميًا) في الكائنات الحية المختارة. في الواقع ، يمكن استخدام معلمات استقلابية معينة كمؤشرات حيوية لتقييم إجهاد التلوث. تشمل المؤشرات الحيوية المستخدمة في التصنيف الأيضي الكلوروفيل والبروتينات والأحماض النووية (DNA و RNA) والتغيرات في أنشطة الإنزيم.

يتم وصف طرق التكنولوجيا الحيوية المعتمدة لقياس التلوث بإيجاز بالترتيب التالي:

3. فحوصات بيولوجية جزيئية

المقايسات الحيوية في المراقبة البيئية:

في السنوات الأولى ، تم استخدام الطرق الفيزيائية والكيميائية التقليدية للكشف عن التلوث البيئي. تُفضل المقايسات الحيوية هذه الأيام ، لأن الاستجابات البيولوجية التي تعكس الأضرار التي لحقت بالكائنات الحية ضرورية للغاية للتقييم الفعلي للتلوث.

من المتوقع أن تحقق الكائنات الحية المستخدمة في الاختبارات الحيوية لكشف التلوث المعايير التالية:

أنا. يجب أن تمتص الملوثات (الامتصاص أو الامتصاص) بسهولة.

ثانيا. يجب أن يكون الكائن الحي حساسًا للملوثات.

ثالثا. يجب أن تمتلك ميزات قابلة للقياس للكشف عن التلوث.

رابعا. يجب أن يكون الكائن الحي واسع الانتشار ومتاح على مدار السنة.

5. يجب أن تكون الاختبارات الحيوية بسيطة وقابلة للتكرار وفعالة من حيث التكلفة.

تم وصف النباتات والحيوانات الأكثر استخدامًا في الاختبارات الحيوية بإيجاز.

أنظمة اختبار النبات في المقايسات الحيوية:

تُستخدم بعض الطحالب والبكتيريا والأشنات والطحالب والنباتات الكبيرة الوعائية بشكل شائع في المقايسات الحيوية.

من بين الأنظمة النباتية ، تعد المقايسات الحيوية الطحلبية هي الأكثر استخدامًا. تعتبر الطحالب من المؤشرات الموثوقة للتلوث بسبب حساسيتها العالية وسهولة توافرها ، إلى جانب تقنيات الاستزراع البسيطة. المعايير المعتمدة للمقايسات الحيوية الطحلبية هي معدل النمو وتراكم الكتلة الحيوية وكفاءة التمثيل الضوئي.

تشمل الطحالب المستخدمة في فحوصات الاختبار كلوريلا ، ميكروكيستيس ، سبيرولينا ، نافيكولا ، سينديسموس ، أنابينا ، أولفا ، كوديوم ، فوكوس ولاميناريا. في المياه ، يمكن الكشف عن التلوث العضوي باستخدام الطحالب الخضراء المزرقة ، Microcystis ، بينما يمكن قياس التلوث المعدني بواسطة Navicula.

تستخدم هذه عادة للكشف عن التلوث البرازي في مياه الشرب ، الاختبار الأكثر استخدامًا هو اختبار القولونيات. يتم إجراء اختبار أميس الذي يكتشف الملوثات المسببة للطفرات بواسطة بكتيريا السالمونيلا. التلألؤ البيولوجي البكتيري هو تقنية حديثة مستخدمة لقياس الملوثات الغازية والمركبات الأخرى مثل ثاني أكسيد الكبريت ، الفورمالديهايد ، أسيتات الإيثيل. الفسفور البكتيري الضوئي هو الكائن الحي المختار للتلألؤ البيولوجي البكتيري.

تستخدم الأشنات على نطاق واسع في الكشف عن تلوث الغاز في الغلاف الجوي ، خاصة في المدن. الأشنات حساسة للغاية لقياس ثاني أكسيد الكبريت.

يمكن الكشف عن التلوث المعدني البيئي باستخدام بعض الغابات والطحالب المائية على سبيل المثال. ستيروفيلوم ، طحالب ، برينوس.

الخلايا الكبيرة الوعائية في المقايسات الحيوية:

يتم استخدام صفير الماء (Eichormia crassipes) وعشب البط (Lemna Minor) للكشف عن تلوث المعادن المائية. في الواقع ، تُستخدم بعض البارامترات الكيميائية الحيوية للنباتات الكبيرة لتكون بمثابة مؤشرات حيوية للتلوث ، على سبيل المثال ، يزيد نشاط البيروكسيديز بسبب تثبيط التلوث المعدني لنشاط اختزال النترات بواسطة الزئبق. المعلمات الأخرى الشائعة الاستخدام هي تقدير البروتينات القابلة للذوبان ، والأحماض النووية ، والكلوروفيل ، ومقايسة أنشطة الإنزيم (مثل الكاتلاز ، والبيروكسيديز).

الببتيدات التي يسببها التلوث في المقايسات الحيوية:

في الآونة الأخيرة ، حدد بعض العمال وجود الببتيدات الصغيرة داخل الخلايا النباتية التي يسببها التلوث. هذه الببتيدات ، التي يشار إليها باسم فيتوكلاتين ، تتشكل نتيجة للتلوث المعدني. إنها موثوقة بشكل معقول للكشف عن التلوث المعدني.

أنظمة اختبار الحيوانات في الاختبارات الحيوية:

من بين الحيوانات ، يتم استخدام بعض الأسماك والبروتوزوا والديدان الطفيلية في الاختبارات الحيوية.

تم استخدام التأثيرات السامة للملوثات البيئية على الأسماك لبعض الوقت كمقياس للمقايسات الحيوية. في الواقع ، مفهوم صعوبة التعلم50 (أي جرعة الملوث التي يتأثر بها 50٪ من كائنات الاختبار) نشأت من الدراسات التي أجريت على الأسماك.

تشمل المعايير أو المعلمات المستخدمة لتقييم المقايسات الحيوية للأسماك التغيرات في التشكل والأعضاء ، والنمط السلوكي والتعديلات في الأيض. تعمل التعديلات في إنزيم أستيل إستريز كعلامة موثوقة لتلوث مبيدات الآفات. الأسماك الأكثر استخدامًا في الاختبارات الحيوية هي Catla و Teleost و Labeo و Channa.

البروتوزوا في المقايسات الحيوية:

تعمل البروتوزوا المهدبة كنظم مقايسة بيولوجية جيدة للكشف عن التلوث البيئي. يمكن قياس التأثيرات السامة للملوثات من خلال التغيرات في الأنماط السلوكية للطفيليات ، المسجلة على مخطط جسدي.

الديدان الطفيلية في المقايسات الحيوية:

الروتيفر هي مجموعة من الديدان الطفيلية التي تنمو على النباتات المائية. يتم استخدامها للكشف عن المواد العضوية في الماء (التي قدمها BOD). تستخدم الروتيفيرات ، مع توافرها على مدار العام ، وزراعتها السهلة ، ومعدل نمو بطيء ، وسهولة التعرف عليها في المراقبة الحيوية للمياه.

الببتيدات التي يسببها التلوث في المقايسات الحيوية:

كما تم وصفه بالفعل في حالة الاختبارات الحيوية النباتية (أعلاه) ، توجد الببتيدات الصغيرة الناتجة عن التلوث في الخلايا الحيوانية أيضًا. يشار إليها مجتمعة باسم metallothioneins (يمكن مقارنتها بـ phytochelatins في النباتات). تعتبر الميتالوثايونين مفيدة في الكشف عن التلوث المعدني.

الرصد البيولوجي للتلوث بأنواع متعددة:

في أغلب الأحيان ، لا تكفي المقايسات الحيوية باستخدام كائن حي واحد للكشف عن التلوث. في مثل هذه الحالة ، يتم استخدام أنواع متعددة من الكائنات الحية.

بيولوجيا الخلية في المراقبة البيئية:

يتعامل بيولوجيا الخلية مع دراسة الجوانب الهيكلية والوظيفية للخلايا والعضيات الخلوية. يتم استغلاله بنجاح في الكشف عن التلوث البيئي ، خاصة فيما يتعلق بالعوامل المسببة للطفرات والمواد المسرطنة.

تهدف الأساليب البيولوجية للخلية في المقام الأول إلى تتبع الآثار الضارة للملوثات على المكونات الخلوية المختلفة - الأغشية ، والبلاستيدات الخضراء ، والميتوكوندريا ، والكروموسومات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا استخدام الجزيئات الكبيرة وهي الأحماض النووية (خاصة الحمض النووي) والبروتينات. علاوة على ذلك ، تساعد الأساليب البيولوجية الخلوية في فهم آليات سمية الملوثات.

تم وصف بعض الأساليب البيولوجية الخلوية الهامة المستخدمة في مراقبة التلوث البيئي.

تلف الغشاء في المقايسة الحيوية:

يحمي غشاء البلازما ، وهو عبارة عن غلاف يحيط بالخلية ، الخلية من البيئة المعادية. إنه أول مكون خلوي يتعرض مباشرة للملوثات. من المعروف أن العديد من المواد السامة التي تسبب تلفًا لبنية الخلية ووظائفها. لغرض المقايسة الحيوية ، يمكن الكشف عن الأضرار المادية التي تسببها الملوثات أو ترسبها على الأغشية عن طريق الضوء وتباين الطور والمجهر الإلكتروني.

قد لا يكون هذا النهج عمليًا دائمًا. يمكن الكشف عن التغيرات في الخصائص شبه القابلة للنفاذ للأغشية بسبب الملوثات عن طريق تسرب الإنزيمات (على سبيل المثال ، نازعة هيدروجين اللاكتات) ، أو تدفق الإلكتروليتات أو امتصاص أزرق التريبان. تعتبر الليزوزومات مفيدة أيضًا كمؤشرات حيوية لقياس قابلية الخلية للحياة. يمكن القيام بذلك عن طريق اختبار استبقاء اللون الأحمر المحايد. لا يمكن للجسيمات التالفة الاحتفاظ بهذه الصبغة.

في السنوات الأخيرة ، تم استخدام تقنيات زراعة الأنسجة الحيوانية والنباتية لرصد التلوث. أصبح هذا ممكنًا عن طريق قياس الأضرار الخلوية التي لوحظت في دورات الخلية. وخير مثال على ذلك هو استخدام ثقافة الخلايا الليمفاوية البشرية لمراقبة الأشخاص المعرضين للملوثات السامة.

المقايسات الحيوية الوراثية الخلوية:

يمكن استخدام الأضرار الجينية للخلايا ، كما تنعكس من خلال التغيرات في الكروموسومات ، بشكل فعال في المراقبة الحيوية للتلوث. لهذا الغرض ، يفضل الحيوانات (مثل الحشرات ذبابة الفاكهة) والنباتات (مثل Arabidiopsis) ذات دورات الحياة القصيرة. كما تستخدم نباتات أخرى مثل البازلاء والذرة وفول الصويا في الاختبارات الحيوية الوراثية الخلوية.

قد تسبب الملوثات عدة أنواع من الأضرار الصبغية - التفتت وتشكيل الجسور وتعطيل انقسام الخلايا. يمكن استخدام التعديلات الكروموسومية بشكل فعال في الكشف عن التلوث. لقد ثبت بوضوح أن شدة الضرر الكروموسومي تعتمد على الطبيعة الكيميائية للملوثات.

قد يؤدي التلف الشديد للكروموسومات بسبب الملوثات إلى تجزئة واسعة النطاق للكروموسومات ، يتبعها تكوين نوى دقيقة. ترتبط درجة تطور النوى الصغيرة ارتباطًا مباشرًا بشدة الضرر. يستخدم اختبار النواة الدقيقة (MNT) لفحص المركبات المسببة للطفرات.

تبادل الكروماتيدات الشقيقة:

تؤدي الأضرار التي تسببها الملوثات إلى سوء تبادل الأجزاء الصبغية (الكروماتيدات) أثناء انقسام الخلية. يمكن الكشف عن التبادل الكروماتي الشقيق (SCE) باستخدام تقنية الصبغة الفلورية.

اختبار أميس في المقايسات الحيوية:

يمكن استخدام اختبار أميس للكشف عن المطفرات الكيميائية ومسبباتها للسرطان. يستخدم هذا الاختبار الحيوي على نطاق واسع لفحص الملوثات المختلفة والأدوية ومستحضرات التجميل والمضافات الغذائية والمعادن. يستخدم اختبار أميس استخدام سلالة متحولة خاصة من بكتيريا السالمونيلا تيفيموريوم (صاحب & # 8211). لا يمكن لهذا الكائن الحي تخليق الهيستيدين ، وبالتالي يجب توفير نفس الشيء في الوسط لنموه.

تؤدي إضافة المواد الكيميائية المسرطنة إلى حدوث طفرات (طفرة عكسية) تعيد قدرة هذه البكتيريا على تخليق الهيستيدين (His +). من خلال الكشف عن سلالة السالمونيلا (His +) في مستعمرة صفائح الآجار ، يمكن التعرف على المطفرات الكيميائية. يمكن أن يكشف اختبار Ames عن حوالي 90٪ من المواد الكيميائية المسرطنة.

في الآونة الأخيرة ، تستخدم خلايا الخميرة (Saccharomyces cerevisae) أيضًا للكشف عن المواد الكيميائية المسرطنة.

البيولوجيا الجزيئية في المراقبة البيئية:

يكتسب استخدام المجسات الجزيئية والمقايسات المناعية في رصد التلوث البيئي أهمية في السنوات الأخيرة. تعتبر الاختبارات الحيوية الجزيئية مفيدة بشكل خاص في الكشف عن البكتيريا والفيروسات والكائنات المسببة للأمراض الأخرى التي تسبب الأمراض.

يمكن استخدام مجسات الحمض النووي وتفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) بشكل فعال لمراقبة جودة المياه ، وخاصة مياه الشرب. ومع ذلك ، فإن هذه التقنيات باهظة الثمن وغير قابلة للتطبيق في جميع الأماكن.

تعد التقنيات المناعية مفيدة في الكشف عن الملوثات (مبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب) وتحديد مسببات الأمراض التي تظهر خصائص مناعية. يتم استخدام المقايسات المناعية لقياس العديد من مبيدات الآفات على سبيل المثال الألدرين ، التريازينات DDT ، الغليفوسات. يمكن أيضًا اكتشاف المنتجات الأيضية لبكتيريا معينة عن طريق المقايسات المناعية. على سبيل المثال ، تم تطوير أنظمة الفحص للكشف عن سموم الكوليرا والسالمونيلا.

في السنوات الأخيرة ، يكتسب استخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (MAbs) في الكشف عن التلوث البيئي ومراقبته الحيوية أهمية كبيرة. في الواقع ، تتوفر تقنيات الفحص للكشف عن تلوث المياه بمبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب.

المقايسات الحيوية الضيائية الحيوية باستخدام جينات مراسل لوكس:

تنتج جينات معينة ، يشار إليها باسم جينات مراسل Lux ، على البلازميدات إشارات قابلة للمقايسة. عندما يتم التعبير عن هذه الجينات في بكتيريا مضيئة مثل بكتيريا الصور و Vibrio. تم تطوير بعض السلالات البكتيرية من خلال استنساخ الجينات (باستخدام جينات مراسل لوكس) للكشف عن الملوثات وتدهورها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام Pseudomonas المعدلة وراثيًا للكشف عن النفثالين والزيلين والتولوين والساليسيلات.

المستشعرات الحيوية في المراقبة البيئية:

جهاز الاستشعار البيولوجي هو جهاز تحليلي يحتوي على مادة بيولوجية معطلة (إنزيم ، عضية ، خلية) والتي يمكن أن تتفاعل على وجه التحديد مع مادة تحليلية (مركب يتم تحديد تركيزه) وتنتج إشارات فيزيائية أو كيميائية أو كهربائية يمكن قياسها. المستشعرات الحيوية محددة للغاية ودقيقة في وظيفتها. التفاصيل المتعلقة بالمستشعرات الحيوية - مبادئ العمل والأنواع والتطبيقات المختلفة موصوفة في مكان آخر.

الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD5) هو اختبار يستخدم على نطاق واسع للكشف عن التلوث العضوي. يتطلب هذا الاختبار خمسة أيام من الحضانة. يستغرق جهاز الاستشعار البيولوجي BOD الذي يستخدم خميرة Trichosporon cutaneum مع مسبار الأكسجين 15 دقيقة فقط للكشف عن التلوث العضوي.

أجهزة الاستشعار الحيوية الميكروبية للكشف عن الغازات مثل ثاني أكسيد الكبريت (SO2) والميثان وثاني أكسيد الكربون. يمكن لجهاز الاستشعار الحيوي القائم على Thiobacillus اكتشاف SO الملوث2بينما الميثان (CH4) يمكن الكشف عنها عن طريق الميثالوموناس المعطلة. لرصد ثاني أكسيد الكربون ، يتم استخدام سلالة معينة من Pseudomonas.

أجهزة الاستشعار المناعية الحيوية:

الأقطاب المناعية كمستشعرات حيوية مفيدة للكشف عن التركيزات المنخفضة للملوثات. يمكن للأجسام المضادة الخاصة بمبيدات الآفات الكشف عن وجود تركيزات منخفضة من التريازينات والملاثيون والكاربامات ، عن طريق استخدام المقايسات المناعية.

أجهزة الاستشعار الحيوية الأخرى:

يمكن استخدام المستشعرات الحيوية التي تستخدم إستراز أستيل كولين (تم الحصول عليها من كرات الدم الحمراء البقري) للكشف عن مركبات الفوسفور العضوي في الماء. في الواقع ، أجهزة مراقبة مبيدات الآفات المحمولة متوفرة تجارياً في بعض البلدان المتقدمة. تم تطوير أجهزة استشعار حيوية لاكتشاف مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) والهيدروكربونات المكلورة وبعض المركبات العضوية الأخرى.

يستخدم إنزيم أوكسيديز الفينول (الذي يتم الحصول عليه من البطاطس والفطر) المحتوي على جهاز استشعار حيوي للكشف عن الفينول. تم تطوير قطب الجرافيت مع Cynobacterium و Synechococcus لقياس درجة تثبيط نقل الإلكترون أثناء عملية التمثيل الضوئي بسبب بعض الملوثات على سبيل المثال. مبيدات الأعشاب.

يرد في الجدول 54.1 قائمة مختارة من الملوثات البيئية التي تم قياسها باستخدام أجهزة الاستشعار الحيوية.


المقدمة

الأغشية البيولوجية هي مكونات أساسية للأنظمة الحية. إنها تشكل حدودًا بين الخلية وبيئتها ، وتتوسط في نقل الإشارات داخل الخلايا والاتصالات من خلية إلى أخرى ، وتؤسس حدودًا انتقائية قابلة للاختراق تسمح فقط لجزيئات معينة بدخول الخلية أو مغادرتها. في الكائنات حقيقية النواة ، تقسم الأغشية الخلية إلى أجزاء خلوية منفصلة تفصل التفاعلات الأيضية الحيوية ، ولكن في كثير من الحالات ، غير المتوافقة.الهيكل الأساسي للأغشية الخلوية هو الطبقة الثنائية التي تتكون من صفحتين من جزيئات الدهون ، حيث يتم دمج البروتينات ذات الوظائف الهامة مثل الإنزيمات في أنظمة تحويل الطاقة والمستقبلات والناقلات إما جزئيًا أو كليًا. وفقًا لنموذج الفسيفساء المائع (Singer and Nicolson ، 1972) ، فإن الخاصية الحاسمة للأغشية البيولوجية هي أنها موجودة في حالة سائلة حيث ترتبط الدهون والبروتينات ببعضها البعض بشكل غير محكم عن طريق التفاعلات الكيميائية وتكون الجزيئات الفردية بشكل عام قادرة على تناوب وتحرك أفقيا. هذه السيولة مهمة للوظائف المرتبطة بالغشاء مثل النقل ، وتركيب الجزيئات الحيوية ، ونقل الطاقة وإشارات الخلية ، وتتأثر بكل من درجة الحرارة وتكوين الدهون (Ernst وآخرون.، 2016 Los and Murata، 2004 van Meer وآخرون., 2008 ).

بالإضافة إلى دورها الهيكلي ، تنظم الدهون الغشائية توطين وبنية ووظيفة بروتينات الغشاء عن طريق تفاعلات البروتين الدهني والدهون والبروتينات والتأثيرات الفيزيائية (Harayama and Riezman، 2018 van Meer وآخرون. ، 2008 Nyholm ، 2015 Quinn ، 2012). يمكن لبعض الدهون تحديد النطاقات الدقيقة للأغشية التي تعمل كمنصات فرز ومحاور لآلات نقل إشارة الخلية لمجموعة واسعة من عمليات التمثيل الغذائي (ليفينتال وآخرون.، 2020 Sezgin وآخرون. ، 2017). تلعب الدهون أيضًا أدوارًا مهمة في أحداث اندماج الأغشية الحاسمة لانقسام الخلايا وتكاثر العضيات وتهريب الأغشية (Harayama and Riezman، 2018 van Meer وآخرون، 2008). علاوة على ذلك ، من المعروف أن بعض الدهون تعمل مباشرة في مسارات إشارة الخلية كرسل أو منظمات (Sunshine and Iruela-Arispe ، 2017).

يمكن تصنيف الدهون الغشائية في أربع فئات رئيسية: الدهون الفوسفاتية والجليكوليبيدات والستيرولات والسفينجوليبيدات (الشكل 1) (Harayama and Riezman ، 2018). الفسفوليبيدات والجليكوليبيدات عبارة عن دهون أساسها الجلسرين وتتكون من نوعين من الأحماض الدهنية الكارهة للماء. sn-1 و sn-2 مواقع ومجموعة فوسفاتية أو جزء سكر إلى sn-3 موضع العمود الفقري الجلسرين. يمكن تعديل مجموعة الفوسفات من الدهون الفوسفاتية بواسطة كحول قطبي مثل الكولين ، والإيثانولامين ، والجليسرول ، والإينوزيتول ، والسيرين ، والتي تعطي هذه الفئات من الدهون أسمائها فوسفاتيديل كولين (PC) ، وفوسفاتيديل إيثانولامين (PE) ، وفوسفاتيديل غليسيرول (PG) ، وفوسفاتيديللينوسيتول (PG) ، ) و phosphatidylserine (PS) ، على التوالي. تختلف الأحماض الدهنية للفوسفوليبيدات والجليكوليبيدات في طول السلسلة ودرجة التشبع وموضع الرابطة المزدوجة. الفسفوليبيدات هي أكثر الدهون الغشائية وفرة في كل من الخميرة والثدييات. ومع ذلك ، في أنسجة النباتات الضوئية ، فإن الجليكوليبيدات بما في ذلك الجلاكتوليبيدات أحادي الجالاكتوزيلدياسيل الجلسرين (MGDG) وديجالاكتوزيلدياسيل الجلسرين (DGDG) وسلفوليبيد سلفوكينوفوسيلدياسيل جلسرين (SQDG) أكثر وفرة بكثير من الفوسفول. الستيرولات هي مجموعة فرعية من المنشطات ذات البنية المميزة التي تتكون من أربع حلقات من ذرات الكربون ، بينما يتم تعريف الشحميات السفينجولية من خلال وجود قاعدة سفينجويد مرتبطة تساهميًا بحمض دهني عبر رابطة أميد. بالإضافة إلى التنوع الهيكلي ، لا يتم توزيع الفئات المختلفة من دهون الغشاء بالتساوي بين الأنسجة أو العضيات أو حتى بين وريقتين من نفس الغشاء ، بل لها مواقع محددة ، والعمل الجماعي للدهون الضخمة يحدد الهوية والوظيفة من العضيات المختلفة (Harayama and Riezman، 2018 van Meer وآخرون، 2008). على سبيل المثال ، في النباتات ، توجد الجالاكتوليبيدات حصريًا في البلاستيدات الخضراء ، بينما يتم إثراء الستيرولات والسفينجوليبيدات في النطاقات الدقيقة الدهنية في غشاء البلازما. تلعب Galactolipids دورًا رئيسيًا في التكوُّن الحيوي لأغشية التمثيل الضوئي وهي مهمة للوظيفة المثلى لمجمعات الصباغ الضوئي والبروتينات المدمجة في النباتات العليا (كوباياشي ، 2016).

تمثيل تخطيطي للتركيبات الكيميائية للدهون الغشائية والأشكال الجزيئية للدهون.

(أ - ن) هياكل الدهون الغشائية. تنقسم الدهون الغشائية إلى أربع فئات رئيسية: الفوسفوليبيدات (ب - ز) ، جليكوليبيدات (ح - ي) ، سفينجوليبيدات (أ) وستيرول (لتر). Triacylglycerol (TAG) هو تخزين الجلسرين (م). يتم تحديد فئات الدهون الفوسفورية بواسطة مجموعات الرأس المحبة للماء (R) المرتبطة بـ sn-3 موضع العمود الفقري الجلسرين. تشكل السفينجوليبيدات فئة كبيرة من الدهون ذات سلاسل أسيل متنوعة ومجموعات رأس (X). (س) التمثيل التخطيطي للأشكال الجزيئية للدهون.

الدهون هي المحددات الرئيسية للخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغشية الخلوية ، والتي بدورها ضرورية لوظائف الأغشية (إرنست وآخرون.، 2016 Harayama and Riezman، 2018). تؤثر كل من طبيعة مجموعة رأس الجلسروليبيد وطول ودرجة تشبع سلاسل الأسيل الخاصة بها على الخصائص الفيزيائية للغشاء مثل السيولة والنفاذية وسمك الطبقة الثنائية والشحنة والانحناء الجوهري. في هذا السياق ، الجلسيروليبيدات مع مجموعة رأس كبيرة نسبيًا مثل PC و DGDG تقترب من شكل جزيئي أسطواني وتميل إلى تكوين أطوار دهنية ثنائية الطبقة بدون إجهاد انحناء. في المقابل ، تكون أشكال PE و MGDG أكثر مخروطية ، نظرًا لوجود مجموعات رأس صغيرة نسبيًا. إنها تفرض ضغط انحناء سلبي على الأغشية وتكون عرضة لتكوين هياكل دهنية غير ثنائية الطبقات في الأغشية. تعتبر الدهون الأنيونية PG و SQDG و ​​PI و PS من المحددات الرئيسية لشحنة سطح الغشاء ، وبالتالي تلعب أدوارًا حاسمة في التوسط في تفاعلات البروتين الدهني (Harayama and Riezman، 2018 Jouhet، 2013) (الشكل 1). تتفاعل الستيرولات بشكل أفضل مع المشبعة أكثر من تفاعلها مع سلاسل الأسيل غير المشبعة للفوسفوليبيدات (Nyholm وآخرون. ، 2019 نيستروم وآخرون، 2010). تنظم هذه التفاعلات سيولة الغشاء ، واستقرار طبقة الدهون الثنائية وتشكيل النطاق الصغير للغشاء. بالإضافة إلى تكوين فئة الدهون ، تعتمد الخصائص الفيزيائية للغشاء ووظيفته أيضًا على تكوين الأحماض الدهنية لجزيئات الدهون. بشكل عام ، تقلل الدهون مع الأحماض الدهنية المشبعة من سيولة الغشاء بسبب التعبئة الضيقة لذيول الأسيل المشبعة المستقيمة والتفاعلات الأقوى لسلاسل الأسيل المشبعة مع الستيرولات. من ناحية أخرى ، فإن تعبئة الدهون غير المشبعة تزيد من سيولة الغشاء بسبب رابطة الدول المستقلة تخلق الروابط المزدوجة منعطفًا صلبًا يمنع التعبئة الضيقة لأحماضها الدهنية (Harayama and Riezman، 2018 Munro، 2003). بالإضافة إلى درجة تشبع الأحماض الدهنية ، يؤثر طول سلسلة الأسيل وتوزيعها الموضعي على العمود الفقري للجليسرول على تنظيم وديناميكية الأغشية.

يتم تحديد تركيبات الدهون الغشائية من خلال مجموعة من عمليات التمثيل الغذائي ، بما في ذلك التخليق الحيوي للدهون ، والنقل ، والدوران ، وإعادة التشكيل ، والتحلل. الجلسرين هي مكونات هيكلية رئيسية للأغشية الخلوية. تم تحديد الخطوات والمسارات الأنزيمية المشاركة في التخليق الحيوي للجليسرولبيد بشكل جيد ودراسة آليات نقل الدهون جيدًا. ومع ذلك ، لا يُعرف الكثير عن العمليات الجزيئية الكامنة وراء تعديلات الدهون بعد تركيبها. ستلخص هذه المراجعة معرفتنا الحالية حول تعديلات ما بعد التخليق للأحماض الدهنية ومجموعات الرأس ، مع التركيز على الإنزيمات المرشحة المشاركة في إعادة تشكيل سلاسل الأسيل ومجموعات الرأس من الجلسروليبيدات. بالإضافة إلى ذلك ، سنناقش الدور الوظيفي لعملية التمثيل الغذائي TAG في إعادة تشكيل الدهون. أخيرًا ، سيتم تلخيص معلومات جديدة حول وظائف إعادة تشكيل دهون الغشاء.


تصنيف السموم | علم الاحياء المجهري

بناءً على النشاط والخجل ، تنقسم السموم إلى ثلاثة أنواع: النوع الأول (الذي يعمل على غشاء الخلية) ، والنوع الثاني (الذي يهاجم غشاء الخلية) ، والنوع الثالث (الذي يخترق الميم والشيبرين للعمل داخل الخلية).

1. السموم الغشائية المحولة:

هذه الأنواع من السموم هي من النوع الأول من السموم التي تدمر الخلايا المضيفة بوسائل خفية من خلال التنشيط غير المناسب للمستقبلات الخلوية. يرسلون رسالة خاطئة إلى الخلية مما يخلط بين طرق الاتصال العادية.

الأمثلة هي: التوكسين المستقر (ST) للإشريكية القولونية والتوكسين المقيئ لبكتريا سيريوس. يرتبط ST بمستقبلات الغشاء لتحفيز guanyl cyclase ويؤدي إلى ظهور الرسالة داخل الخلايا (cGMP). ينشط cGMP بروتين كيناز G وينظم العديد من مسارات الإشارات.

تحفز السموم البكتيرية ذات المنشأ الفائق مباشرة الاستجابة المناعية من خلال العمل كمتوجينات. ترتبط مباشرة بمستقبل الخلايا التائية ومستضد معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئة الثانية وتنشط واحدًا أو أكثر من حوالي 5-20٪ من الخلايا التائية.

ومن الأمثلة على المستضدات الفائقة السموم المعوية (التي تسبب التسمم الغذائي) والسموم الخارجية (المسببة للجورب السام) من بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية ، والسموم الحمرية للبكتيريا المقيحة.

2. السموم الضارة بالغشاء:

تسمى هذه المجموعة من السموم من النوع الثاني والتي تعمل مباشرة على غشاء الخلية وتشكل ثقوبًا تؤدي إلى موت الخلية.

تم تحديد أكثر من 100 مادة سامة وتصنيفها إلى عدة مجموعات على النحو المبين أدناه:

أنا. السموم تشكيل المسام:

تدخل هذه السموم في غشاء الخلية مثل أوليغومرات وتشكل المسام. يختلف حجم المسام باختلاف السموم. بعض السموم المكونة للمسام لها نشاط خلوي ، أي تستدعي إنتاج السيتوكين. بجانب ذلك ، فإن العديد من السموم داخل الخلايا تحفز المسام بسبب انتقال مجالاتها التحفيزية عبر الغشاء إلى العصارة الخلوية.

يتم إنتاج سموم الكوليسترول المنشطة عن طريق أربعة أجناس من البكتيريا موجبة الجرام ، على سبيل المثال أنواع من المكورات العقدية (مثل الستربتوليسين O ، والنيوموليسين).

الليستريا (ليستروليسين O ، إيفانولايسين) ، كلوستريديوم (تيتانولايسين ، برفرينغوليسين O ، سبتيكوليسين O ، هيستوليتيكوليسين O ، شوفوليسين) ، وباسيلوس (سيريوليسين O ، alveolysin ، thuringolysin O). تهاجم هذه السموم الخلايا التي تحتوي على الكوليسترول في غشاءها وتشكل مسامًا من حوالي 30-40 نانومتر تحتوي على 30 مونومر.

تنتج البكتيريا سالبة الجرام سموم RTX ، على سبيل المثال E. coli و haemolysin و leukotoxins من Pasteurella haemolytica و Proteus و Bordetella adenylate cyclase. تشكل هذه السموم مسامًا من حوالي 1-2 نانومتر تتكون من 7 مونومرات وتضر بالوظيفة الطبيعية للخلايا المضيفة. تشكل سموم المكورات العنقودية الذهبية مسامًا في الخلية المضيفة مما يؤدي إلى موت الخلايا من خلال موت الخلايا المبرمج.

ثانيا. السموم التي تتلف الغشاء عن طريق الإنزيم:

هناك العديد من السموم التي تلحق الضرر بغشاء الخلية المضيفة و # 8217 s بشكل إنزيمي. على سبيل المثال phospholipases التي تنتجها L. monocytogenes و S. aureus و P. aeruginosa و B. cereus و Aeromonas. إن Phospholipase C (PLC) أو سم من C. perfringens له نشاط نخر ومحلل للخلايا. يضر PLC من P. aeruginosa الفاعل بالسطح الرئوي في الإنسان. البروتياز الذي تنتجه البورفيروموناس اللثوية متورط في أمراض اللثة.

3. السموم داخل الخلايا:

هذه السموم من النوع الثالث تعمل بأكثر الطرق دقة. يتصرفون في مراحل مختلفة (الشكل 27.22). يجب عليهم الوصول إلى داخل الخلايا ، والنجاة من هجوم البروتياز والبروتونات وخداع الخلية إلى هدفهم والتدمير الإنزيمي. إنها أكثر مجموعة السموم فتكًا ، على سبيل المثال البوتولينوم والسموم العصبية التيتانوس وهي قاتلة للإنسان بجرعة حوالي 0.1 نانوغرام وتؤثر على الأعصاب.

تعمل السموم العصبية لـ C. botulinum و C. tetani كبروتياز. إنها تمنع وظيفة الأعصاب الطرفية وتسبب شللًا رخوًا ، وتحفز إنزيم الأدينيلات (cAMP) ، والذي يتسبب تركيزه العالي في تراكم السوائل بشكل هائل في تجويف الأمعاء مما يؤدي إلى تأثير مائي على وظيفة المناعة. تهاجم سم التيتانوس الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي وتأثيراتها أكثر دراماتيكية مما يؤدي إلى تشنج العضلات وشلل متصلب.

إن العامل المميت للجمرة الخبيثة (LF) هو بروتياز الزنك الذي يشق الطرف N من كيناز MAP (البروتين المنشط بواسطة الميتوجين) لتعطيله.


يتسبب الملح في موت الخلايا المبرمج الناتج عن اختلال التوازن الأيوني في الخميرة والنباتات

موت الخلايا المبرمج (PCD) هو عملية خلوية أساسية محفوظة في الميتازوان والنباتات والخميرة. تم تقديم الدليل على أن الملح يحفز PCD في الخميرة والنباتات بسبب المسببات الأيونية ، وليس التناضحية. في الخميرة ، أدى كلوريد الصوديوم إلى تثبيط النمو وتسبب في انخفاض يعتمد على الوقت في الجدوى والذي سبقه تفتيت الحمض النووي. تسبب كلوريد الصوديوم أيضًا في ظهور السمات المميزة الخلوية للـ PCD من النوع الأصلي ، بما في ذلك التجزئة النووية والفجوة والتحلل. زاد البروتين البشري المضاد للاستماتة Bcl-2 من تحمل الملح لسلالة الخميرة من النوع البري وطفرة الخميرة التي تعاني من نقص الكالسينيورين (cnb1Δ) معيب في التوازن الأيوني ، ولكن ليس له تأثير على حساسية كلوريد الصوديوم أو السوربيتول للحساسية التناضحية خنزير متحولة - نتائج تزيد من ربط PCD في الاستجابة لاختلال توازن الأيونات تحت ضغط الملح. قمع Bcl-2 من cnb1Δ كانت حساسية الملح ENA1 (جين ATPase من النوع P) - معتمد ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تنشيط النسخ. PCD الناجم عن الملح (تلطيخ TUNEL وسلم الحمض النووي) في الجذور الأولية لكليهما نبات الأرابيدوبسيس thaliana النوع البري (Col-1 GL1) و sos1 (مفرط الحساسية للملح) الشتلات الطافرة ترتبط بشكل إيجابي مع العلاج المميت. نجت النباتات البرية من مستويات الإجهاد الملحي التي كانت قاتلة sos1 نباتات لأن الجذور الثانوية تم إنتاجها من منطقة الانتقال الجذري / الجذري. يبدو أن القضاء على الجذر الأولي بوساطة PCD استجابة لصدمة الملح هو آلية تكيفية تسهل إنتاج جذور أكثر قدرة على التعامل مع البيئة المالحة. كلا الطافرات الحساسة للملح في الخميرة (cnb1Δ) و أرابيدوبسيس (sos1) تظهر أعراض PCD أكثر عمقًا بشكل كبير ، مما يشير إلى أن PCD الناجم عن الملح يتوسطه عدم توازن الأيونات.


الاستنتاجات

من الواضح أن فهم تحمل الجفاف سيتطلب فهمًا أفضل للوظائف الجزيئية للسكريات والهيدروفيلين في الجفاف. ستأتي رؤى مهمة من تحديد الأهداف الحاسمة لمؤثرات الضغط هذه. في الواقع ، يمكن للمرء أن يفترض أن العديد من البروتينات في الخلية يمكن أن تتجمع دون المساس بقدرة الخلية على البقاء. وبالمثل ، يمكن إزالة معظم الركام واستبداله ببروتينات جديدة عن طريق التعبير الجيني de novo. من الواضح أن استراتيجية الاستبدال هذه تتطلب أن تظل الآلية البديلة ، مثل RNA polymerase II أو بروتينات chaperonin أو الريبوسومات ، تعمل. قد تكون هذه البروتينات أهدافًا حاسمة لـ trehalose و / أو Hsp12. وبالمثل ، قد تحتاج فقط مجموعة فرعية من الأغشية إلى الحماية. على سبيل المثال ، فقدان سلامة غشاء الميتوكوندريا أمر لا رجعة فيه وقاتل ، في حين أن الثقوب العابرة في غشاء البلازما يمكن تحملها جزئيًا إذا تم إصلاحها (فان مير وآخرون.، 2008). إن تحديد المجموعة الفرعية من البروتينات والأغشية التي يجب حمايتها سيكون صعبًا ولكنه تحديات مهمة للمضي قدمًا.

من المحتمل جدًا أيضًا أن تساعد دراسة التريهالوز والهيدروفيلين على علم بيولوجيا الإجهاد بعد الجفاف. أولاً ، في الخميرة وفي الكائنات الحية الأخرى ، يتم التعبير عن التريهالوز والهيدروفيلين في ظروف مائية ، لا سيما تحت ضغوط مختلفة (Singer and Lindquist ، 1998 Garay-Arroyo وآخرون.، 2000 فرانسوا وبارو ، 2001 باتاغليا وآخرون.، 2008 دي فيرجيليو ، 2012). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا المنقسمة التي تفتقر إلى كل من طرهالوز وهيدروفيلين لها نمط ظاهري غير عادي ، وهو عدم القدرة على نشر بريون مرتبط بالغشاء (كيم. وآخرون.، 2018). تثير هذه النتائج احتمال أن تكون أنشطة الغشاء ، أو التي لم يتم اكتشافها بعد ، أنشطة مؤثرات الإجهاد من التريهالوز والهيدروفيلينات قيد التشغيل حتى في ظل الظروف المائية. ثانيًا ، أظهرت دراسة حديثة أجراها كورتشاليا وزملاؤه أن المسار الأيضي المحدد ، التحويلة السابقة للغليوكسيلات الغامضة ، كان بالغ الأهمية لتحمل الجفاف (Erkut وآخرون.، 2016). يلهم هذا العمل البحث عن مسارات التمثيل الغذائي الأخرى التي قد تكون حاسمة لاستجابات الإجهاد الأخرى. أخيرًا ، حقيقة أن مجموعة فرعية فقط من الهيدروفيلينات تؤثر على الجفاف تثير سؤالًا مهمًا. ما هي وظيفة hydrophilins الأخرى؟ تشير دراسات توطين أنواع hydrophilins الأخرى إلى أنها قد تكون مستهدفة لمواقع خلوية محددة حيث تؤدي وظائف لم يتم اكتشافها بعد (Candat وآخرون.، 2014). تفتح دراسة تحمل الجفاف ، مثل الدراسات السابقة للظواهر البيولوجية المتطرفة ، أبوابًا جديدة في علم الأحياء.


كيف تتلف الأحماض الدهنية المشبعة الخلايا

في مجتمعنا الذي يزداد وعيًا بالصحة ، يبدو أن نظامًا غذائيًا جديدًا يظهر كل بضع سنوات. أتكينز ، زون ، كيتوجينيك ، نباتي ، نباتي ، ساوث بيتش ، خام - مع وجود العديد من الخيارات والأدلة العلمية لدعم كل منها ، من الصعب معرفة ما هو صحي وما هو غير صحي. ومع ذلك ، بقيت رسالة واحدة طوال الوقت: الدهون المشبعة ضارة.

كشفت دراسة جديدة لجامعة كولومبيا عن السبب.

في حين أن الأطباء وخبراء التغذية والباحثين يعرفون منذ فترة طويلة أن الدهون المشبعة تساهم في بعض الأسباب الرئيسية للوفاة في الولايات المتحدة ، إلا أنهم لم يتمكنوا من تحديد سبب أو سبب زيادة الدهون المشبعة ، مثل تلك التي يتم إفرازها من شحم الخنزير. ، سامة للخلايا وتسبب مجموعة متنوعة من الأمراض المرتبطة بالدهون ، في حين أن الدهون غير المشبعة ، مثل تلك الموجودة في الأسماك وزيت الزيتون ، يمكن أن تكون واقية.

للعثور على إجابات ، طور باحثو كولومبيا تقنية مجهرية جديدة تسمح بالتتبع المباشر للأحماض الدهنية بعد امتصاصها في الخلايا الحية. تتضمن هذه التقنية استبدال ذرات الهيدروجين على الأحماض الدهنية بنظيرها ، الديوتيريوم ، دون تغيير خصائصها الفيزيائية والكيميائية وسلوكها كما تفعل الاستراتيجيات التقليدية. من خلال إجراء التبديل ، يمكن ملاحظة جميع الجزيئات المصنوعة من الأحماض الدهنية داخل الخلايا الحية بواسطة تقنية تصوير متقدمة تسمى الفحص المجهري لتشتت رامان (SRS).

ما وجده الباحثون باستخدام هذه التقنية يمكن أن يكون له تأثير كبير على فهم وعلاج السمنة والسكري وأمراض القلب والأوعية الدموية.

نشرت على الإنترنت في الأول من كانون الأول (ديسمبر) في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)أفاد الفريق أن العملية الخلوية لبناء غشاء الخلية من الأحماض الدهنية المشبعة ينتج عنها بقع من الغشاء المتصلب حيث "تتجمد" الجزيئات. في ظل الظروف الصحية ، يجب أن يكون هذا الغشاء مرنًا وأن تكون الجزيئات سائلة.

وأوضح الباحثون أن السلاسل الطويلة والصلبة من الأحماض الدهنية المشبعة تصلب جزيئات الدهون وتتسبب في انفصالها عن باقي غشاء الخلية. تحت المجهر ، لاحظ الفريق أن تلك الجزيئات الدهنية تتراكم بعد ذلك في "جزر" أو مجموعات متراصة بشدة لا تتحرك كثيرًا - وهي حالة يسمونها "الشبيهة الصلبة". مع دخول المزيد من الأحماض الدهنية المشبعة إلى الخلية ، تنمو هذه الجزر في الحجم ، مما يؤدي إلى زيادة عدم مرونة الغشاء وإتلاف الخلية بأكملها تدريجيًا.

قال الباحث الرئيسي وي مين ، أستاذ الكيمياء: "اعتقدنا لفترة طويلة أن كل غشاء الخلية يشبه السائل ، مما يسمح للبروتينات المدمجة بتغيير شكلها وإجراء التفاعلات". "لم يلاحظ وجود غشاء شبيه بالصلب في خلايا الثدييات الحية من قبل. ما رأيناه كان مختلفًا تمامًا ومدهشًا."

قال مين إن جزيئات الدهون المصنوعة من الأحماض الدهنية غير المشبعة ، من ناحية أخرى ، تتحمل التواء في سلاسلها ، مما يجعل من المستحيل على جزيئات الدهون هذه أن تتماشى بشكل وثيق مع بعضها البعض كما تفعل الجزيئات المشبعة. يستمرون في التحرك بحرية بدلاً من تشكيل مجموعات ثابتة. في حركتها ، يمكن لهذه الجزيئات أن تتزاحم وتنزلق بين سلاسل الأحماض الدهنية المشبعة المعبأة بإحكام.

قال المؤلف الأول ييهوي شين ، طالب دراسات عليا في مختبر مين: "وجدنا أن إضافة الأحماض الدهنية غير المشبعة يمكن أن" يذيب "جزر الأغشية المجمدة بواسطة الأحماض الدهنية المشبعة". وقالت إن هذه الآلية الجديدة يمكن أن تفسر جزئيًا التأثير المفيد للأحماض الدهنية غير المشبعة وكيف يمكن للدهون غير المشبعة مثل تلك الموجودة في زيت السمك أن تكون وقائية في بعض اضطرابات الدهون.

وأضاف شين أن الدراسة تمثل المرة الأولى التي تمكن فيها الباحثون من تصور توزيع وديناميكيات الأحماض الدهنية بهذه التفاصيل داخل الخلايا الحية ، وكشفت عن حالة فيزيائية سامة لم تكن معروفة سابقًا لتراكم الدهون المشبعة داخل الأغشية الخلوية.

قال مين: "سلوك الأحماض الدهنية المشبعة بمجرد دخولها الخلايا يساهم في الإصابة بأمراض رئيسية وقاتلة في كثير من الأحيان". "تصور كيفية مساهمة الأحماض الدهنية في أمراض التمثيل الغذائي للدهون يعطينا المعلومات الجسدية المباشرة التي نحتاجها للبدء في البحث عن طرق فعالة لعلاجها. ربما ، على سبيل المثال ، يمكننا إيجاد طريقة لمنع تراكم الدهون السامة. نحن متحمسون . هذا الاكتشاف لديه القدرة على التأثير حقًا على الصحة العامة ، خاصة بالنسبة للأمراض المرتبطة بالدهون.


3 الأمراض الرئيسية التي تسببها الفطريات في البشر

بعض أنواع الفطر (الفطر) سامة للكائن الحي. تحدث أشد أنواع التسمم بالفطر عن الأنواع التي تنتمي إلى جنس أمانيتا. يمكن أن يؤدي الخطأ إلى اضطراب معدي معوي مزعج للغاية أو حتى الموت. Amanita phalloides (غطاء الموت) سام للغاية ومسؤول عن معظم وفيات التسمم بالفطر.

خليط من ثلاثة سموم α-amanitine و β-amamtine و phalloidine - هو سبب التسمم. Amanita muscaria (fly agaric) و A. pantherina (غطاء النمر) هي أيضا سامة.

إلى جانب Amantia ، بعض أنواع الفطر السام الأخرى هي Russula و Lactarius و Boletus و Entoloma وما إلى ذلك. أعراض التسمم بالفطر هي - الغثيان والقيء وآلام البطن والاضطرابات البصرية. الشخص المصاب يدخل أخيرًا في غيبوبة وقد يستسلم.

مرض # 2. التسمم الفطري:

تسمى السموم التي تنتجها الفطريات السموم الفطرية. أحد أهم السموم الفطرية هو الأفلاتوكسين الذي تنتجه بعض أنواع الرشاشيات (خاصة ألف الفلافوس). يمكن أن تكون Anatoxins قاتلة للدواجن.

قد تسبب ضررًا للرافعة ويشتبه في أنها تحفز السرطان لدى البشر. تنتج Claviceps purpurea قلويدات الشقران والتي ، إذا اختلطت مع دقيق الجاودار ، قد تؤدي إلى تسمم حاد. تصاب أصابع القدم والذراعين والساقين وأحيانًا العين والأنف بالغرغرينا وتذبل وتتساقط دون نزيف.

بعض الفطريات مثل Stachybotrys atra و Pithomyces chartarum وبعض Fusarium spp. تنتج السموم الفطرية التي تؤثر على الحيوانات الكبيرة مثل norses والأغنام والماشية. يصابون بالأكزيما في الوجه وتلف الكبد أثناء التغذية على العشب الملوث.

مرض # 3. الفطر:

يُعتقد أن حوالي 1/5 من سكان العالم (حوالي 800 مليون) يعانون أو عانوا من داء فطري. يمكن اعتبار الفطريات من نوعين - داء فطري سطحي وداء فطري عميق الجذور.

(ط) داء فطري سطحي:

الفطريات السطحية مزعجة ولكنها ليست قاتلة. يصاب الجلد والشعر والأظافر. تسمى الفطريات التي تسبب داء فطريات سطحية بالفطريات الجلدية وتسمى الأمراض التي تسببها بالفطريات الجلدية.

تعتبر الأنواع المختلفة من أجناس Microsporon و Epidermophyton و Trichophyton من الفطريات الجلدية المهمة. Malassezia furfur هو عامل النخالية المبرقشة (قشرة الرأس): Microsporum andouini هو العامل لمعظم حالات الدودة الحلقية لفروة الرأس عند الأطفال.

(2) فطريات عميقة الجذور:

تعتبر الفطريات العميقة خطيرة وقد تصبح قاتلة إذا لم يتم علاجها. لسوء الحظ ، غالبًا ما يكون تشخيص داء الفطريات صعبًا لأنه لا توجد أعراض محددة & # 8216 فطريات & # 8217. إن عزل وتحديد العامل الممرض هو الطريقة الوحيدة لتحديد المرض.

يوجد حوالي 15 نوعًا من أنواع الفطريات العميقة في المعرفة ، على سبيل المثال ، داء الكروانيديا الفطرية ، داء المبيضات ، داء المبيضات ، داء فطريات تحت الجلد ، داء الشعريات المبوغة ، داء الكروموسومات ، فطر الغشاء المخاطي ، داء الشعريات الأرضية والورم الفطري.

تفاصيل بعض منها مهمة موضحة أدناه:

تسببه الرشاشيات المدخنة التي تهاجم السيارات والرئتين وما إلى ذلك.

مشهور باسم "Gilchrist & # 8217s disease & # 8217. في المراحل المبكرة يسبب السعال وآلام الصدر والضعف بعد تكوين عقيدات أو خراجات أو آفات تحت الجلد على الوجه والذراع. Blastomyces dermitidis هو الكائن الحي المسبب.

تسببه المبيضات البيضاء ، الغشاء المخاطي للجلد والرئتين وما إلى ذلك. آمونز وآخرون. (1977) أدرجت داء المبيضات الجلدي وداء المبيضات الفموي وداء المبيضات الرئوي وداء المبيضات المهبلي وداء المبيضات القصبي ضمن بعض أنواع العدوى.

عدوى موضعية ومزمنة إلى حد ما للجلد والأنسجة تحت الجلد بواسطة Cladosporium carrionii ، Phialophora verrucosa ، P. pedrosoi ، إلخ.

تتميز الآفات التي تقتصر على الجهاز التنفسي العلوي والرئتين. في البشر يحدث بسبب Coccidioides immitis.

يتأثر الجهاز العصبي المركزي بهذا المرض الناجم عن Cryptococcus neoformans ، ويؤثر على الرؤية ويسبب فشل الجهاز التنفسي.

هذا المرض ناجم عن Emmonsiella capsulata. إنه منتشر جدًا وخطير عند البشر وأحيانًا يكون مميتًا.

وهي عدوى رئوية أو قصبية أو معوية في البشر تسببها Geotrichum candidum.

ومع ذلك ، فإن الحيوانات ذوات الدم الحار تصاب أيضًا بالفطريات التي تسبب داء الفطريات. الأمثلة - الأبقار (Trichophyton verrucosum) والطيور (Aspergillus fumigatus و Candida albicans).


نتائج

N. Oceanicaيشترك مسار التخليق الحيوي للستيرول في السمات في الهيكل والتشكيلات الجانبية للستيرول مع تلك الخاصة بالحيوانات والنباتات

من بين الكائنات الحية المختلفة ، يتكون مسار التخليق الحيوي الأساسي للستيرول من مجموعة مشتركة من الإنزيمات التي تظهر حفظًا قويًا في تسلسل الأحماض الأمينية ، إلا أن بنية المسار وخصوصية الركيزة يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا [1]. في السيليكو كشفت إعادة بناء ومقارنة مسارات التخليق الحيوي للستيرول بين 12 نوعًا من الطحالب المختارة عن سمات هيكلية مثيرة للاهتمام لـ N. Oceanica المسار ، والذي يتضمن خصائص من كل من النباتات والحيوانات العليا (الشكل 1 والملف الإضافي 1).

حفظ الجينات الحيوية للستيرول في الطحالب حقيقية النواة. يشير مفتاح اللون (أعلى) إلى تشابه الجين مع أقرب تطابق ويتراوح من التشابه المنخفض (الأسود) إلى التشابه العالي (الأحمر). تشير المناطق السوداء إلى عدم وجود إصابة Blastp أقل من عتبة القيمة الإلكترونية المطبقة (1e-5). تشير المناطق الحمراء إلى أخصائي تقويم مع قيم Blastp e أقل من 1e-100. يتم تحجيم اللون في خريطة التمثيل اللوني حسب العمود استنادًا إلى قيم البت الخاصة بنتائج tblastn (ملف إضافي 1). الاختصارات: الطحالب الحمراء سيانيديوشيزون ميرولاي (سم) ، دياتوم Phaeodactylum tricornutum (نقطة) ، دياتوم Thalassiosira pseudonana (Tp) ، دياتوم Fragilariopsis Cylindrus (Fc) ، eustigmatophyte N. Oceanica (لا) ، طحلب بني Ectocarpus siliculosus (وفاق) ، الطحالب الخضراء Ostreococcus tauri (أوت) ، طحلب أخضر ميكروموناس ص. RCC299 (Mi) ، الطحالب الخضراء كلوريلا فريبليس NC64A (Cv) ، طحلب أخضر Coccomyxa subellipsoidea C-169 (Cs) ، الطحالب الخضراء كلاميدوموناس رينهاردتي (كر) ، والطحالب الخضراء فولفوكس كارتري (Vc). انظر الملف الإضافي 2: الشكل S1 لشجرة النشوء والتطور للأنواع التي تم أخذ عينات منها.

مسار الستيرول الاصطناعي N. Oceanica يتضمن ميزات شبيهة بالنباتات أعلى. تحتوي النباتات الأعلى على اثنين من إنزيمات ستيرول ميثيل ترانسفيراز (SMT) التي تستخدم ركائز مختلفة لإعطاء فيتوسترولس ميثيل (SMT1) أو فيتوستيرول إيثيلي (SMT2). في ال N. Oceanica الجينوم ، تم تحديد اثنين من الجينات المرشحة لتشفير SMT ، والتي تشبه تلك الموجودة في النباتات العليا في التسلسل الأولي. في المقابل ، فإن الدياتوم Phaeodactylum tricornutum والعديد من الطحالب الخضراء بما في ذلك كلاميدوموناس رينهاردتي, كلوريلا فريبليس NC64A ، Coccomyxa subellipsoidea سي - 169 و فولفوكس كارتري لديها جين واحد مرشح ترميز SMT (الشكل 1 ، انظر الملف الإضافي 2: الشكل S1 لشجرة النشوء والتطور للأنواع التي تم أخذ عينات منها) والتي من المحتمل أن تحفز تفاعلات المثيلة المتتالية لإعطاء منتجات ميثلة وميثلة.

كانت الميزات المشتركة مع الحيوانات موجودة أيضًا في مسار الستيرول الاصطناعي N. Oceanica. في الطحالب الدقيقة التي تم أخذ عينات منها ، يختلف الإنزيم الرئيسي الذي يحفز اختزال السلسلة الجانبية للستيرول عن ذلك الموجود في أرابيدوبسيس والنباتات العليا بشكل عام. في النباتات العليا ، يتم ترميز الإنزيم ، وهو ستيرول 24 (28) إيزوميراز-اختزال ، بواسطة DWF1 الجين فيها أرابيدوبسيس ويؤدي وظائف مزدوجة. إنه يحفز أزمرة الرابطة المزدوجة C-24 (28) لتشكيل رابطة مزدوجة 24 (25) ، متبوعة بتخفيض الرابطة المزدوجة 24 (25). في الحيوانات والخميرة ، الإنزيمات المكافئة هي اختزال 24-ديهيدروكوليسترول (DHCR24) وستيرول C-24 (28) اختزال (ERG4) ، والتي تحفز فقط تفاعل الاختزال. لم يتم العثور على أطباء تقويم DWF1 أو DHCR24 في الطحالب إلا في N. Oceanica والمشطورة Fragilariopsis Cylindrus. يشير تحليل تسلسل الأحماض الأمينية إلى ذلك N. Oceanica يتم تجميع ستيرول 24 (25) اختزالًا مع اختزال تشوانوفلاجيلات (أقرب الأقارب وحيدة الخلية الحية للحيوانات [28]) وله تشابه أكبر مع DHCR24 الحيواني مقارنة بالنبات الأعلى DWF1 (ملف إضافي 2: الشكل S2). تشير الأدلة المستندة إلى DWF1 / DHCR24 إلى ميزات مسار التخليق الحيوي للستيرول من النوع الحيواني.

لاختبار هذه الميزات المتوقعة لمسار التخليق الحيوي للستيرول ، قمنا بتمييز المظهر الكيميائي للستيرولات في N. Oceanica IMET1 ، الذي كشف النقاب عن تركيبة شبيهة بالحيوان من الستيرولات. في N. Oceanica، تم تحديد خمسة ستيرولات (يشار إلى هياكل ستيرول كأرقام غامقة في الملف الإضافي 2: الشكل S3 وفي النص التالي). كوليسترول (2) هو الستيرول الأكثر وفرة ، ويتألف من 70٪ إلى 75٪ من الإجمالي (الجدول 1). الستيرولات المتبقية هي fucosterol (11) ، إيزوفوكوستيرول (13) ، 24-ميثيل كوليستا -5 ، 25 (27) -دينول (10) و 24 ميثيلين كوليسترول (7) (ملف إضافي 2: الشكل S3). في N. Oceanica، لم يتم العثور على ستيرولات مع رابطة مزدوجة C-22 ، مما يدعم عدم وجود CYP710A (شكل C-22 desaturase الشكل 1). على الرغم من وجود بروتين (g4528) مشابه لـ CYP710A ، فإن تسلسله الأساسي أقرب إلى تسلسل CYP51 منه إلى CYP710A (ملف إضافي 1). يعد عدم وجود CYP710A سمة نموذجية للحيوانات ، حيث عادةً ما تقوم جينومات النبات الأعلى بترميز CYP710A المحفوظة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الاحتفاظ بالرابطة المزدوجة السلسلة الجانبية التي شكلتها SMTs ، مما يدعم وجود DHCR24 من النوع الحيواني (ملف إضافي 2: الشكل S2). ويدعم ذلك أيضًا تراكم كمية كبيرة من الكوليسترول في الدم N. Oceanica (الجدول 1) ، وهو الستيرول الوحيد في الحيوانات. من ناحية أخرى ، تم العثور على كمية قليلة فقط من فيتوسترولس ، والتي هي الأشكال السائدة من الستيرولات في النباتات العليا ، في N. Oceanica (الجدول 1). وبالتالي، N. Oceanica تظهر ملامح ستيرول ملامح كل من الحيوانات والنباتات العليا.

علاوة على ذلك ، اعتمدنا نهج البيولوجيا الكيميائية لاستكشاف بنية مسار التخليق الحيوي للستيرول ، حيث N. Oceanica عولج بسلسلة من مثبطات الأيزوبرينويد والستيرول التخليق الحيوي (SBIs). (انظر الشكل 2 للإنزيمات المستهدفة والملف الإضافي 2: الشكل S4 لنسب التثبيط.) يمكن محاكاة الأنماط الظاهرية لطفرات التخليق الحيوي للستيرول عن طريق تطبيق مثبطات كيميائية معينة ، وهي أدوات قوية لتوضيح التخليق الحيوي ووظائف الستيرولات [29-33] ، خاصة عندما لا يتوفر نظام ضربة قاضية للجينات المستهدفة بعد N. Oceanica IMET1. تمت دراسة المثبطات الكيميائية التي استخدمناها هنا جيدًا وتم تحديد خصائص الإنزيمات المقابلة لها [34-38].

المسار المستخلص من التخليق الحيوي للستيرول في N. Oceanica والمقارنة بين النباتات والبشر والخمائر ومواقع عمل المثبطات. تسمية الإنزيم هي التي تستخدم عادة في أرابيدوبسيس، لأنه على الرغم من أن العديد من الإنزيمات البشرية وأنزيمات الخميرة لها أسماء واختصارات مختلفة ، فإنها تحفز ردود فعل مكافئة لتلك الخاصة بـ أرابيدوبسيس الانزيمات. استثناء هو أرابيدوبسيس DWF1 (اختزال إيزوميراز مزدوج) ، والذي يكون غائبًا في النانوكلوروبسيس بدلاً من ذلك ، تحتوي هذه الطحلب على DHCR24 من النوع البشري (مكافئ الخميرة هو ERG4). يتم توفير أسماء ووظائف الإنزيمات الكاملة في ملف إضافي 3: الجدول S1. تم العثور على Lanosterol synthase (LAS) في أرابيدوبسيس لكن له دور ثانوي. اختصارات الإنزيم: DXS ، 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase HMGR ، hydroxy-methyl-glutaryl-CoA reductase HMGS ، hydroxy-methyl-glutaryl-CoA synthase SQE ، سكوالين إيبوكسيديز CAS ، سينتازين ستيرول ميثي ترانسفيراز SMO ، ستيرول 4-ميثيل أوكسيديز CPI ، سيكلويوكالينول سيكلويزوميراز CYP51 ، ستيرول 14-ألفا ديميثيلاز FK ، ستيرول C-14 اختزال HYD ، ستيرول C-8 إيزوميراز DWF7 ، دلتا 7 ستيرول C-5 ديكتاتوراز DWF1 ، ستيرول C-24 (28) إيزوميراز اختزال CYP710A ، ستيرول C-22 desaturase DHCR24 ، اختزال ثنائي هيدروكوليسترول ERG4 ، ستيرول دلتا 24 (28) اختزال. اختصارات المستقلبات: MEP ، فوسفات ميثيل إريثريتول IPP ، إيزوبنتنيل بيروفوسفات MVA ، حمض الميفالونيك. اختصارات للمثبطات: CLO ، clomazone TBF ، terbinafine 25-AZA ، 25-azalanosterol TDM ، tridemorph TEB ، tebuconazole.

يعمل مثبط clomazone (CLO) على 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase (DXS) ، وهو إنزيم تنظيمي رئيسي للتخليق الحيوي لبلاستيدات اليخضور في النباتات العليا [36]. يلعب DXS دورًا مكافئًا لـ HMGR الحيواني ، وهو إنزيم تنظيمي رئيسي للتخليق الحيوي IPP الخلوي عبر مسار MVA. كان لـ CLO تأثير ضئيل على ملفات تعريف الستيرول (الجدول 1) ، لكنه انخفض إلى 70 ٪ من إجمالي كمية الستيرول للتحكم ، ويفترض عن طريق الحد من إمدادات IPP إلى مسار الستيرول (الشكل 2). يستهدف Terbinafine (TBF) على وجه التحديد سكوالين إيبوكسيداز (SQE) [34] ، وهو ثاني إنزيم ملتزم لمسار التخليق الحيوي للستيرول (الشكل 2). وهي نقطة حاسمة لتثبيط التخليق الحيوي للستيرول ، لأنها تقلل من محتوى الستيرول ولكن ليس لها تأثير مباشر على التخليق الحيوي للأيزوبرينويدات الأخرى [34]. تراكمت الخلايا المعالجة بـ TBF كمية كبيرة من السكوالين (1) ، مما يدعم وجود ووظيفة SQE (الجدول 1) وتم تخفيض الكمية الإجمالية للستيرول بحوالي 20 ٪. الخلايا المثبطة بواسطة tridemorph (TDM) ، cycloeucalenol cycloisomerasesterol isomerase (CPI) و sterol C-8 isomerase inhibitor [38] ، تراكم 919-cyclopropyl sterol (البولينستانول ، 5) وستيرول دلتا -8 [سوتوسيفوليول ، (12) ، كولست -8-إنول (3) ، و stigmasta-8،24 (28) -dienols (14, 16)] (الجدول 1). وبالتالي ، فإن الرقم القياسي لأسعار المستهلك مطلوب من أجل التخليق الحيوي للستيرول ، مما يعني ذلك N. Oceanica يستخدم سيكلو أرتينول كمقدمة في التخليق الحيوي للستيرولات الأخرى ، بما يتفق مع وجود جين سينسيز سيكلو أرتينول (CAS) (الشكل 1). وقد ثبت أن Cycloartenol هو الستيرول المميز في جميع كائنات التمثيل الضوئي تقريبًا [39]. نتج عن العلاج بتيبوكونازول (TEB) ، وهو مثبط للسيتوكروم P450 CYP51 [37] ، تراكم 4،4،14-ثلاثي ميثيل (8, 15, 17) و 4،14-ديميثيل ستيرول (6). الكميات الكبيرة نسبيًا من سيكلو أرتانول (17) وسيكلو أرتينول (15) (الجدول 1) يشير كذلك إلى أن السيكلو أرتينول هو السلائف الرئيسية لـ N. Oceanica مسار التخليق الحيوي ستيرول (الشكل 2). علاوة على ذلك ، فإن هيمنة الستيرولات دون مثيلة السلسلة الجانبية تعني أن خطوة إزالة الميثيل 14α تحدث قبل مثيلة C-24 ونزع الميثيل C-4 (الشكل 2). تختلف بنية مسار التخليق الحيوي عن تلك الخاصة بالنباتات البرية وهي أكثر تشابهًا مع مسار التخليق الحيوي للكوليسترول في الحيوانات ومسار التخليق الحيوي للإرغوستيرول في الفطريات [40]. 25-azalanosterol (25-AZA) هو مثبط محدد لـ SMT ، والذي يحدد تركيبات الستيرول [35]. أدى تطبيق 25-AZA إلى ديموستيرول (4) التراكم (الجدول 1) ، الذي يكشف عن تشابه مع خميرة SMT التي تُظهر تفضيلًا لـ 4،4-desmethylsterols ، على عكس SMTs الطحلبية أو النباتية الأخرى [7].

باختصار ، سمحت لنا النتائج الجماعية باقتراح مسار تخليق حيوي للستيرول في N. Oceanica التي تُظهر سمات مشتركة ومميزة عن تلك الموجودة في الفطريات والحيوانات والنباتات الخضراء (بما في ذلك الطحالب الخضراء ونباتات الأرض) (الشكل 2).

دور الستيرولات في نمو N. Oceanica

لاستكشاف الأدوار الوظيفية للستيرولات في N. Oceanica، قمنا بعد ذلك بالتحقيق في ديناميات ملفات تعريف ستيرول والتعبير عن جيناتها التخليقية الحيوية أثناء الانتشار أو وقف انقسام الخلايا (الشكل 3 أ). أظهرت مستويات الستيرول زيادات متواضعة خلال مراحل النمو المبكرة N. Oceanica الثقافات ، ثم زادت بسرعة في مراحل لاحقة من دورة الثقافة بين 4 × 10 7 و 10 8 خلايا مل -1 (الشكل 3 ب). تمثل الزيادة في الكوليسترول نسبة كبيرة من الزيادة في إجمالي الستيرولات (الشكل 3 ب). وفي الوقت نفسه ، أظهرت جينات التخليق الحيوي للستيرول تكيفًا منسقًا في دورة الثقافة المتأخرة (الشكل 3 ج). جميع الجينات المدروسة ماعدا DXS و SMT1 تم رفعها نسبيًا ، مع وجود مستويات قصوى في مرحلة السجل المتأخر. وهكذا ، يبدو أن التخليق الحيوي للستيرول وتراكمه هو سمة من سمات نمو الخلايا المتأخر مع اقتراب الثقافة من المرحلة الثابتة.

التحليل الكيميائي ونصوص التخليق الحيوي للستيرول أثناء N. Oceanica نمو. (أ) منحنى النمو N. Oceanica. (ب) التغيرات في تكوين الستيرول والستيرول الكلي في مراحل النمو المختلفة. (ج) مستويات نسخ الجينات التخليقية الحيوية للستيرول في مراحل النمو المختلفة. القيم هي وسيلة ثلاث مكررات. تشير العلامات النجمية (*) ص القيم & لتر 0.05.

تم الإبلاغ عن استنفاد النيتروجين لمنع انقسام الخلايا في N. Oceanica[41].للتحقيق في آثاره على التخليق الحيوي للستيرول ، قمنا بنقل الخلايا إلى وسائط N-replete و N-depleted لمدة ستة أيام. كان مستوى الستيرول في الخلايا المستنفدة N حوالي 33 ٪ من الخلايا المليئة بـ N (ملف إضافي 2: الشكل S5a). يفسر هذا الاختلاف إلى حد كبير بالاختلافات في كمية الكوليسترول ، ولكن من المدهش أن الأيزوفوكوستيرول كان منخفضًا بشكل غير متناسب ، خاصةً بالمقارنة مع الفوكوستيرول. يمكن تفسير ذلك من خلال الاستجابات التفاضلية لـ SMTs لاستنفاد النيتروجين. أظهرت دراسات التعبير الجيني خلال أول 24 ساعة من استنفاد النيتروجين أن جينات مسار MEP كانت خاضعة للتنظيم بشكل ملحوظ (ملف إضافي 2: الشكل S5b) ، مما قد يفسر الانخفاض اللاحق في مستويات الستيرول. في حين تم تنظيم بعض جينات التخليق الحيوي للستيرول في البداية (على سبيل المثال ، FK و SMT1) ، والبعض الآخر (على سبيل المثال ، SMT2 و DWF5) تم تخفيضها بسرعة (ملف إضافي 2: الشكل S5b). تشير هذه النتائج إلى استجابة معقدة لاستنفاد النيتروجين ولكنها تشير إلى دور مركزي للفيتوستيرول ، مما يعكس أهمية SMTs وربما المتبرع بالميثيل S-adenosyl methionine.

آثار الضوء على التخليق الحيوي للستيرول في N. Oceanica

لاستكشاف العلاقة بين التخليق الحيوي للستيرول والضوء ، قمنا بعد ذلك بفحص استجابات ملفات تعريف الستيرول وجيناتها التخليقية الحيوية للتغيرات في شدة الضوء. ثقافات N. Oceanica عادة عند أو أقل من نقطة تشبع الضوء لحوالي 100 ميكرولتر فوتون م -2 ث -1 ، في حين أن 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 تشكل ضغطًا ضوئيًا عاليًا. من المعروف أن الضوء العالي يسبب ضررًا كيميائيًا حيويًا لنظام التمثيل الضوئي في النباتات العليا ، مما يقلل من كفاءة استخدام الضوء.

أولاً ، تم نقل الثقافات التي لها نفس كثافة الخلية إلى شدة ضوء ثابتة تبلغ 100 و 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 لمدة 96 ساعة. تم عزل الحمض النووي الريبي والستيرولات في نهاية المعاملات الخفيفة. كان محتوى الستيرول أقل في الخلايا التي تقل عن 300 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 مقارنة بتلك الموجودة تحت 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 (الشكل 4 أ). هذا هو نتيجة لانخفاض مستوى الكوليسترول بشكل ملحوظ ، في حين أن فيتوسترولس (fucosterol و isofucosterol) زادت بشكل ملحوظ تحت 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 (الشكل 4 أ). يشير هذا إلى وجود علاقة بين الإجهاد الخفيف واستقلاب الستيرول. تم التعبير عن جميع الجينات التخليقية الحيوية للستيرول التي تم فحصها عند مستوى أقل بكثير تحت 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 (الشكل 4 ب). لذلك ، استجابة للإجهاد الخفيف الشديد ، يتم قمع التخليق الحيوي للستيرول ككل ، بينما تزيد بعض فيتوستيرولات معينة في التركيز. تتوافق هذه الملاحظة مع الملاحظات التي تشير إلى أن التخليق الحيوي للستيرول يتم تعديله في استجابة الضوء العالي للطحالب الخضراء دناليلا بردويل[42] والنباتات العليا [43].

مستويات نسخ الجينات الأيضية من الستيرول N. Oceanica استجابة للتغيرات في شدة الضوء. (أ) محتويات الستيرول تحت شدة ضوء مختلفة. (ب) التعبير عن جينات التمثيل الغذائي للستيرول N. Oceanica تحت شدة ضوء مختلفة. يتم تطبيع مستويات النسخ تحت 300 ميكرولتر فوتون م -2 ث -1 إلى 1.0. تم نقل الخلايا في مرحلة منتصف السجل إلى شدة ضوء ثابتة تبلغ 100 و 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1. تم أخذ الخلايا لتحليل النسخ والستيرول بعد 96 ساعة. (ج) الحد الأقصى من كفاءة التمثيل الضوئي للنظام الضوئي II (PSII) من N. Oceanica استجابة للتحول من الظلام إلى النور. تم نقل الخلايا في مرحلة منتصف السجل إلى الظلام لمدة 12 ساعة ثم نقلها إلى 300 أو 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 ضوء. (د) وفرة مرنا النسبية من الجينات الأيضية في الستيرول في N. Oceanica استجابة للتحول من الظلام إلى النور. (هـ) وفرة مرنا النسبية من الجينات الأيضية في الستيرول في N. Oceanica استجابة لتغير شدة الضوء من 300 إلى 100 ميكرولتر فوتون م -2 ث -1. تم نقل الخلايا في منتصف مرحلة السجل إلى 300 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 لمدة 12 ساعة ، ثم إلى 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1. تم جمع العينات بعد 12 و 24 ساعة. (F) وفرة مرنا النسبية من الجينات الأيضية في الستيرول في N. Oceanica استجابة لتغير شدة الضوء من 100 إلى 50 ميكرولتر فوتون م -2 ث -1. تم نقل الخلايا في منتصف مرحلة السجل إلى 100 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 لمدة 12 ساعة ، ثم إلى 50 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1. تم جمع العينات بعد 12 و 24 ساعة. القيم هي وسيلة ثلاث مكررات. تشير العلامات النجمية (*) ص القيم & لتر 0.05.

لدراسة التأثيرات قصيرة المدى للضوء العالي ، نمت الخلايا لأول مرة تحت 50 ميكرولتر من الفوتونات m -2 s -1 إلى منتصف طور السجل ، ثم تم تكييفها مع الظلام لمدة 12 ساعة لمحاكاة الليل ، وتم نقلها أخيرًا إلى 100 أو 300 فوتونات ميكرومول م -2 ث -1 لمدة 12 ساعة. بعد هذا الوقت ، تم قياس كفاءة التمثيل الضوئي. تم جمع العينات لتحليل التعبير الجيني في بداية ونهاية العلاج بالضوء لمدة 12 ساعة. كانت كفاءة التمثيل الضوئي أعلى بكثير عند 100 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 من 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 (الشكل 4 ج). كانت مستويات النسخ لجميع الجينات المدروسة أعلى أيضًا عند 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 من 300 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 (الشكل 4 د). يشير هذا أيضًا إلى أن العلاج بالضوء العالي يقمع بسرعة جينات التخليق الحيوي للستيرول ويضعف عملية التمثيل الضوئي.

لتحديد ما إذا كان مثل هذا القمع للتعبير الجيني قابلاً للعكس ، عولجت الخلايا لمدة 12 ساعة عند 300 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 ثم نقلت إلى 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ث -1 لمدة 24 ساعة. تم عزل الحمض النووي الريبي في نهاية العلاج بالضوء العالي وبعد 12 و 24 ساعة من التكيف مع 100 ميكرولتر فوتون م -2 ثانية -1 ، لتحليل التعبير الجيني. أظهرت النتائج أن التعبير عن جينات التخليق الحيوي للستيرول زاد بشكل ملحوظ بعد 24 ساعة عند 100 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 (الشكل 4E). وبالتالي ، فإن التعبير الجيني للتخليق الحيوي للستيرول يستجيب بشكل كبير لمثل هذه العلاجات الخفيفة ، مما يشير إلى دور رئيسي للستيرول في التكيف مع الضوء العالي. للمقارنة ، أدى نقل الخلايا من 100 إلى 50 ميكرولتر فوتونات m -2 s -1 إلى تغييرات طفيفة فقط في التعبير عن جينات التخليق الحيوي للستيرول بعد 12 و 24 ساعة (الشكل 4F) ، مما يعني أن التخليق الحيوي للستيرول لا يلعب دورًا رئيسيًا في التكيف مع مستويات الضوء تحت نقطة التشبع.

تثبيط التخليق الحيوي للستيرول في N. Oceanicaيؤدي إلى انخفاض كفاءة التمثيل الضوئي

توفر الملاحظات السابقة دليلاً على الدور التنظيمي للضوء في التخليق الحيوي للستيرول الطحالب الدقيقة ومشاركة التخليق الحيوي للستيرول في التلف الضوئي على كل من مستويات التمثيل الغذائي والجيني. ومع ذلك ، لا يزال من غير المعروف ما إذا كانت تغييرات التخليق الحيوي للستيرول تعدل التمثيل الضوئي. وهكذا ، قمنا باستقصاء التغييرات الخلوية التي حدثت استجابةً للاضطراب الدوائي في التخليق الحيوي للستيرول. نمت الخلايا لمدة 96 ساعة تحت 50 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 في وجود 20 مجم لتر -1 CLO ، مما يثبط نشاط DXS. أدى هذا إلى انخفاض في كفاءة التمثيل الضوئي (الشكل 5 أ). RBCL هي الوحدة الفرعية الكبيرة لـ RuBisCO ، والتي تضم ثاني أكسيد الكربون غير العضوي2 إلى أشكال عضوية أثناء عملية التمثيل الضوئي [44]. RBCL كان مكتئبًا نسبيًا بعد إدارة CLO (الشكل 5 ب). أدى تثبيط DXS إلى تقليل تراكم الستيرولات على وجه الخصوص ، والكاروتينات والكلوروفيل إلى حد أقل بكثير (الشكل 5C). كشفت الخلايا المعالجة بـ CLO عن سيتوبلازم أقل كثافة وعضيات أقل تميزًا. أظهرت البلاستيدات عددًا منخفضًا من هياكل غشاء الثايلاكويد ونقصًا في تكديس الثايلاكويد الطبيعي مقارنة بالخلايا من النوع البري (الشكل 5 د ، هـ). يفسر هذا على الأرجح انخفاض كفاءة التمثيل الضوئي لهذه الخلايا. على الرغم من أننا أظهرنا أن الستيرولات قد انخفضت بشكل كبير عن طريق علاج CLO ، فإن تحديد مساهمة الستيرولات في وظيفة التمثيل الضوئي يتطلب استخدام مثبط أكثر تحديدًا. أدى تثبيط مسار التخليق الحيوي بعد السكوالين بواسطة TBF إلى انخفاض بنسبة 24٪ في كفاءة التمثيل الضوئي بالنسبة إلى عنصر التحكم خلال 96 ساعة (الشكل 5 أ). في أثناء، RBCL انخفض نسبيًا (الشكل 5 ب). تحتوي الخلايا المعالجة بـ TBF أيضًا على عدد أقل من الستيرولات والمزيد من الكاروتينات وخفض محتوى الكلوروفيل بشكل طفيف (الشكل 5C). عرضت الخلايا هيكل غشاء شاذ مع البلاستيدات الخضراء المتأثرة بشدة (الشكل 5 و). بالإضافة إلى ذلك ، تم تشويه الخلايا المعالجة بـ TBF مقارنة بالخلايا غير المعالجة (الشكل 5G ، H) ، مما يشير إلى وجود خلل في بنية الغشاء ووظيفته. لذلك ، يبدو أن الستيرولات مطلوبة لبنية الغشاء ، بما في ذلك تلك الموجودة في البلاستيدات الخضراء ، ويتجلى ذلك في انخفاض وظيفة التمثيل الضوئي عندما يتم تثبيط التخليق الحيوي للستيرول.

نتيجة تثبيط التخليق الحيوي للستيرول على نشاط التمثيل الضوئي وجهاز N. Oceanica. (أ) تأثير CLO (20 مجم لتر -1) و TBF (2.5 مجم لتر -1) على أقصى كفاءة التمثيل الضوئي لـ PSII. (ب) مستويات نص RBCL جين N. Oceanica الناجم عن CLO (20 مجم لتر -1) أو TBF (2.5 مجم لتر -1). (ج) مستويات الستيرولات والكلوروفيل والكاروتينات في وجود CLO و TBF. تم تطبيع القيم (100٪ للتحكم الوهمي). (مد و) تحليل المجهر الإلكتروني للإرسال لخلايا الطحالب المزروعة باستخدام تحكم DMSO (د)، CLO (هـ) ، و TBF (F). (GH) مسح تحليل المجهر الإلكتروني لخلايا الطحالب المعالجة بتحكم DMSO (ز) أو TBF (ح). نمت خلايا الطحالب في وسط يحتوي على CLO ، TBF ، أو كمية مكافئة من DMSO (تحكم) لمدة 96 ساعة تحت 50 ميكرولتر فوتونات م -2 ثانية -1 ضوء. تمثل أشرطة مقياس 0.5 ميكرومتر. تشير العلامات النجمية (*) ص القيم & لتر 0.05.

يكشف التحليل الجيني الكيميائي عن تنظيم التغذية الراجعة للتخليق الحيوي للستيرول في N. Oceanica

في ال N. Oceanica تم تحديد جينوم IMET1 ، الجينات لمسار MEP كامل لإنتاج IPP كحجر بناء لـ isoprenoids (الشكل 1). بالنسبة لمسار MVA ، تم تحديد الجين الذي يقوم بترميز سينسيز هيدروكسي-ميثيل-جلوتاريل- CoA (HMGS ، g249) ، وهو أول إنزيم ملتزم في مسار MVA ، ومع ذلك ، تم تحديد الجينات التي ترمز الإنزيمات للخطوات المتبقية (بما في ذلك الإنزيم التنظيمي الرئيسي هيدروكسي- كانت ميثيل جلوتاريل CoA اختزال HMGR غائبة على ما يبدو (الشكل 1). نظرًا لأن مسار MEP هو المصدر الوحيد للأيزوبرينويدات ، بما في ذلك الستيرولات ، في N. Oceanica، فإن التحكم في التخليق الحيوي للستيرول في سياق التخليق الحيوي IPP له أهمية فسيولوجية. في الحيوانات ، يتم تنظيم عملية التخليق الحيوي للكوليسترول بشكل كبير. يؤدي تراكم الكوليسترول المفرط إلى انخفاض التخليق الحيوي للكوليسترول و FA ، في حين أن انخفاض الكوليسترول في الدم يحفز تكوينهما. يعمل HMGR ، الإنزيم الملتزم في التخليق الحيوي للأيزوبرينويد والستيرول ، كموقع تنظيم التغذية المرتدة الأساسي لضمان الحفاظ على التوازن الدهني [45]. على الرغم من أن HMGR الحيواني والفطري هو الهدف الرئيسي لمثل هذا التنظيم ، وجميع هذه الكائنات الحية تستخدم بروتينًا مرتبطًا بـ HMGR يسمى "Insig" ، تختلف الإشارات والآليات الجزيئية عبر هذه الأنواع [46]. تستخدم النباتات العليا كلا من مسارات MEP و MVA للتخليق الحيوي للأيزوبرينويد. داخل الخلايا النباتية ، يمكن تبادل IPP بين العصارة الخلوية والبلاستيدات. يؤدي استنفاد الستيرولات الداخلية المنشأ بواسطة TBF إلى زيادة ملحوظة في نشاط إنزيم HMGR [34] ، مما يعني وجود آلية تغذية مرتدة في النباتات مماثلة لتلك الموجودة في الثدييات أو الفطريات. ومع ذلك ، فإن التنظيم المحتمل ل DXS في مثل هذه التغذية الراجعة الإيجابية لا يزال التنظيم غير مفهوم بشكل جيد. في النباتات العليا ، قد تؤدي مساهمة IPP من مسار MVA إلى إضعاف أي تنظيم للتغذية المرتدة ناتج عن استنفاد الستيرول بسبب الحديث المتبادل بين مسارات MEP و MVA. نتيجة ل، N. Oceanica، التي تمتلك فقط مسار MEP ، يمكن أن تكون نموذجًا بحثيًا مثاليًا للدور التنظيمي للستيرولات فيما يتعلق DXS. لذلك ، قمنا بالتحقيق في تغييرات النسخ DXS في N. Oceanica الخلايا استجابة لنضوب الستيرول الناجم عن علاجات CLO و TBF ، وكذلك الاستجابة الخلوية لإضافة الكوليسترول إلى وسط النمو.

DXS زادت وفرة النسخ بشكل ملحوظ خلال 48 ساعة بعد إدارة CLO ثم انخفضت ، وهي استجابة نموذجية للتثبيط والتكيف (الشكل 6 أ). تم تخفيض مستوى الستيرول الكلي إلى حوالي 76٪ بالنسبة إلى عنصر التحكم بعد 96 ساعة من معالجة CLO ، والذي يمكن تفسيره من خلال انخفاض العرض من IPP بسبب تثبيط نشاط DXS (الشكل 5C). علاوة على ذلك ، انخفضت أيضًا مستويات الكاروتينات والكلوروفيل (الشكل 5C) ، مما يؤكد أيضًا انخفاض نشاط التخليق الحيوي للأيزوبرينويد والدور الملتزم لـ DXS في التخليق الحيوي للأيزوبرينويد.

تنظيم التغذية الراجعة للتخليق الحيوي للستيرول عند نقطة DXS الجين. (أ) مستويات نص DXS و PSY جينات N. Oceanica الناجم عن CLO (20 مجم لتر -1). (ب) مستويات نص DXS و PSY الجينات في N. Oceanica الناجم عن TBF (2.5 مجم لتر -1). (ج) مستويات نص DXS و PSY الجينات المرتبطة بجين الأكتين (g3056) استجابةً لعلاج الكوليسترول (1.1 مجم لتر -1). يتم تعيين العينات المزروعة باستخدام DMSO كعناصر تحكم صورية. يتم تسوية القيم إلى 1. تشير العلامات النجمية (*) ص القيم & لتر 0.05.

بعد تطبيق TBF ، انخفض محتوى الستيرول الكلي حوالي 20٪ (الشكل 5C) ، في حين DXS تم إحداث نسخ نصية بعد 48 ساعة من العلاج (الشكل 6 ب). لا يمكن تفسير الحث باستنفاد IPP ، حيث أن مستوى عالٍ من السكوالين المتراكم في الخلايا المعالجة بـ TBF (الجدول 1) ، مما يشير إلى إمداد كافٍ من IPP لتخليق triterpene. بالإضافة إلى، SQS تم تقليل mRNA إلى 30٪ بعد 12 ساعة من العلاج (الشكل 7 أ) ، وهي نتيجة يمكن أن تكون ناجمة عن تثبيط المنتج عن طريق تراكم سكوالين. من ناحية أخرى ، ارتفعت مستويات الكاروتين بنسبة 40٪ (الشكل 5 ب) ، وجين فيتوين سينثيز (PSY) ترميز خطوة الإنزيم الملتزمة الرئيسية للتخليق الحيوي للكاروتينويد تم تنظيمه أيضًا نسبيًا (الشكل 6 ب). تشير هذه الملاحظات إلى تحفيز التخليق الحيوي للأيزوبرينويد الذي قد يكون سببه استنفاد الستيرول. بالإضافة إلى ذلك ، تم استنساخ مسار MEP بأكمله والجينات الكوليستيرونية الملتزمة بواسطة TBF (الشكل 7 أ). تشير النتائج معًا إلى أن تجويع الستيرول الناجم عن TBF يحفز نسخ DXS والجينات الحيوية للستيرول.

التغييرات في النصوص والدهون N. Oceanica استجابة لتجويع الستيرول الناجم عن TBF. (أ) ملفات تعريف نصية للجينات المولدة للكوليسترول وجينات الأحماض الدهنية (FA) الاصطناعية استجابةً لـ TBF (2.5 مجم لتر -1). يشير اللون الأحمر والأخضر إلى الجينات التي تخضع للتنظيم الأعلى والأسفل ، على التوالي. (ب) مستويات نص فاس-g927 في الجين N. Oceanica الناجم عن TBF (2.5 مجم لتر -1) ونضوب النيتروجين (N -). (ج) التغييرات في محتوى FA الكلي الناجم عن TBF. (د) التغييرات في محتوى TAG الإجمالي الناجم عن TBF. (هـ) التغييرات في فئات دهون الجلسرين (بخلاف TAG) التي يسببها TBF. لجميع التجارب ، تمت معالجة الثقافات في المرحلة الأسية باستخدام TBF (2.5 مجم لتر -1) أو كمية مكافئة من DMSO (التحكم). تم تحليل محتوى FA في يومين وأربعة وست أيام ، وتم تحليل محتوى الجلسروليبيد في ستة أيام. تشير العلامات النجمية (*) ص القيم & لتر 0.05.

في حالة تراكم الستيرول الناتج عن الكوليسترول المضاف خارجيًا ، فإن DXS تم تخفيض مستوى النص بشكل ملحوظ (الشكل 6C). على الرغم من أن محتوى الكاروتين لم يتغير ، PSY تم تخفيضه نسبيًا ، مما يدعم الاقتراح القائل بأن الستيرول يمكن أن يعمل كمنظم للتغذية المرتدة لمسار التخليق الحيوي للأيزوبرينويد الكلي. باختصار ، نسخ ملفات DXS يمكن التحكم فيها عن طريق مستويات الستيرول ، ومن المحتمل أن يمارس التخليق الحيوي للستيرول تنظيم التغذية الراجعة على التخليق الحيوي للأيزوبرينويد ، بما في ذلك تكوين الكوليسترول.

التوازن بين الستيرولات والدهون في N. Oceanica

يعتبر التخليق الحيوي للستيرول و FA مساران رئيسيان للدهون الاصطناعية في حقيقيات النوى ، ولكن ليس من الواضح ما إذا كان يتم تنظيمهما بشكل مشترك في الطحالب الدقيقة. في الحيوانات ، يتم تنظيم النوع الأول من سينثاز الأحماض الدهنية (FAS) والجينات الاصطناعية الأخرى عن طريق مستويات الستيرول الخلوي ، وكذلك الجينات التي تشفر البروتينات المهمة لعملية التمثيل الغذائي للكوليسترول [13]. لاختبار الارتباط بين التخليق الحيوي للستيرول و FA في N. Oceanica، تم التحقيق في وفرة نسخ جينات التمثيل الغذائي للدهون بعد استنفاد الستيرول الناجم عن TBF. تسبب TBF في زيادة النوع الأول فاس (g927) النسخ بعد العلاج 12 و 24 ساعة (الشكل 7 أ). تم أيضًا رفع هذا الجين نسبيًا في الخلايا التي عولجت بنضوب النيتروجين ، وهو محفز حاسم لتراكم الدهون (الشكل 7 ب). تمشيا مع هذا ، ارتفع مستوى FA على مدى عدة أيام بعد إدارة TBF (الشكل 7C). بعد ذلك ، قمنا بتحليل محتوى TAG بعد ستة أيام من علاج TBF ولاحظنا أن تركيز TAG انخفض بشكل كبير مقارنةً بعناصر التحكم غير المعالجة (الشكل 7 د). لذلك ، يؤدي تثبيط التخليق الحيوي للستيرول بواسطة TBF إلى زيادة FAs ، ولكن لا تتراكم هذه في TAG. يتم دعم هذه النتيجة بواسطة كروماتوغرافيا طبقة رقيقة من FAs (الشكل 7D ، أقحم). في الوقت نفسه ، انخفض الغليسيروليبيدات الغشائية ، وخاصة دهون الغشاء الضوئي مثل مونوغالاكتوزيلدياسيل جلسرين (MGDG) ، وديجالاكتوزيلدياسيل جلسرين (DGDG) ، وفوسفاتيديل جليسيرول (PG) ، بشكل ملحوظ بعد علاج TBF (الشكل 7E) ، والذي يمكن أن يفسر التشوه الكلور. من خلايا الطحالب المعالجة بـ TBF. علاوة على ذلك ، لوحظ انخفاض ملحوظ في phosphatidylinositol (PI) و diacylglyceroltrimethylhomoserine (DGTS) (الشكل 7E). مجتمعة ، اقترحت الأدلة أن المستوى المرتفع من إجمالي FA في الخلايا المثبطة لـ TBF مشتق من الزيادة في من جديد التخليق الحيوي FA غير ذلك من تخزين الدهون أو الدهون الغشاء. علاوة على ذلك ، يجب أن يمثل التمرير الحر نسبة كبيرة من المبلغ المتزايد من إجمالي FA.

لذلك نقترح نظام التغذية المرتدة في النانوكلوروبسيس لتنظيم كلاً من استتباب الستيرول و FA ، والذي يتميز بـ (أنا) تحريض التخليق الحيوي للستيرول و FA عن طريق استنفاد الستيرول أو تثبيطه بتراكم الستيرول و (ثانيا) تنظيم ردود الفعل النسخية DXS ضمان الحفاظ على التوازن الدهني.ومن المثير للاهتمام ، في الحيوانات ، أن HMGR لمسار MVA هو الإنزيم الملتزم في التخليق الحيوي للأيزوبرينويد والستيرول ، ويعمل كموقع أساسي لتنظيم التغذية الراجعة [45] ، مما يشير إلى التشابه بين نظام الطحالب والنموذج الحيواني [17].


يقر المؤلفون بالسيد أناند ، زميل مشروع DST ، قسم التكنولوجيا الحيوية ، CSIR-NIIST ، تريفاندرم ، لمساعدته في إعداد هذه المخطوطة. كما نشكر السيد T. Balaji Prasad ، شركة Scientific Publishing Services Pvt. Ltd. ، تشيناي ، لمساعدته في الوقت المناسب في تحسين لغة المخطوطة.

آدم ، ف. ، أبيرت فيان ، إم ، بلتيير ، ج. ، وكيمات ، ف. (2012). & # x0201C الاستخلاص الخالي من المذيبات & # x0201D بمساعدة الموجات فوق الصوتية للدهون من خلايا الطحالب الدقيقة الطازجة: عملية خضراء ونظيفة وقابلة للتطوير. بيوريسور. تكنول. 114 ، 457 & # x02013465. دوى: 10.1016 / j.biortech.2012.02.096

العمارني ، ف ، وكادي ، هـ. (2010). دراسة حركية لاستخلاص الزيت بالمذيبات بمساعدة الميكروويف من زيت الزيتون باستخدام الهكسان: مقارنة بالاستخلاص التقليدي. إنوف. علوم الغذاء. إميرج. تكنول. 11 ، 322 & # x02013327. دوى: 10.1016 / j.ifset.2010.01.002

Arumugam، M.، Agarwal، A.، Arya، M.C، and Ahmed، Z. (2011a). الطحالب الدقيقة: مصدر متجدد للوقود الحيوي من الجيل الثاني. بالعملة. علوم. 100 و 1141 و # x020131142. دوى: 10.1007 / s00253-009-1935-6

Arumugam، M.، Agarwal، A.، Arya، M.C، and Ahmed، Z. (2011b). تأثير مصادر النيتروجين العضوية وغير العضوية على إنتاجية الكتلة الحيوية سينديسموس ص. و كلوروكوكوم ص. كثافة العمليات J. بيئة الطاقة. 2 ، 1125 & # x020131132. متاح على: http://www.ijee.ieefoundation.org/vol2/issue6/IJEE_13_v2n6.pdf

أروموجام ، إم ، أغاروال ، أ ، آريا ، إم سي ، وأحمد ، ز. (2013). تأثير مصادر النيتروجين على إنتاجية الكتلة الحيوية للطحالب الدقيقة Scenedesmus bijugatus. بيوريسور. تكنول. 131 ، 246 & # x02013249. دوى: 10.1016 / j.biortech.2012.12.159

آصف ، م ، ومنير ، ت. (2007). إمدادات الطاقة ومتطلباتها وقضايا الأمن للاقتصادات المتقدمة والناشئة. تجديد. الحفاظ. إنرج. القس. 11 ، 1388 & # x020131413. دوى: 10.1016 / j.rser.2005.12.004

بانيرجي ، أ ، شارما ، آر ، تشيستي ، واي ، وبانجي ، يو سي (2002). Botryococcus braunii: مصدر متجدد للهيدروكربونات والمواد الكيميائية الأخرى. كريت. القس التكنولوجيا الحيوية. 22 ، 245 & # x02013279. دوى: 10.1080 / 07388550290789513

بليغ ، إي جي ، وداير ، و. ج. (1959). طريقة سريعة لاستخراج الدهون الكلية وتنقيتها. علبة. J. Biochem. فيسيول. 37 ، 911 & # x02013917. دوى: 10.1139 / o59-099

بولدور ، دي ، كانيتكار ، أ ، تيليغار ، بي جي ، ليوناردي ، سي ، ليما ، إم ، وبريتنبيك ، جي إيه (2010). بمساعدة الميكروويف استخراج خام وقود الديزل الحيوي من بذور شجرة الشحم الصينية الغازية. بيئة. علوم. تكنول. 44 ، 4019 & # x020134025. دوى: 10.1021 / es100143z

براون ، تي إم ، دوان ، ب ، وسافاج ، بي إي (2010). التسييل الحراري المائي وتغويز النانوكلوروبسيس ص. وقود الطاقة 24، 3639 & # x020133646. دوى: 10.1021 / ef100203u

بروجان ، إي أ ، ناهين ، ك ، شميدت ، ب ، وفوغل ، أ. (2001). ديناميات فقاعات التجويف التي يسببها الليزر بالقرب من حدود مرنة. J. السوائل الميكانيكية. 433 ، 251 & # x02013281. دوى: 10.1017 / S0022112000003335

شيمات ، إف ، زيل ، إي إتش ، وخان ، إم ك. (2011). تطبيقات الموجات فوق الصوتية في تكنولوجيا الغذاء: المعالجة والحفظ والاستخراج. بالموجات فوق الصوتية. سونوتشيم. 18 ، 813 & # x02013835. دوى: 10.1016 / j.ultsonch.2010.11.023

تشيناسامي ، إس ، راو ، بي إتش ، بهاسكار ، إس ، رينجاسامي ، آر ، وسينج ، إم. (2012). & # x0201CAlgae: مادة أولية جديدة للكتلة الحيوية للوقود الحيوي ، & # x0201D في التكنولوجيا الحيوية الميكروبية: الطاقة والبيئة، محرر. آر أرورا (Wallingford: CAB International)، 224 & # x02013239.

تشيستي ، واي (2008). وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة يتفوق على البيوإيثانول. اتجاهات التكنولوجيا الحيوية. 26 ، 126 & # x02013131. دوى: 10.1016 / j.tibtech.2007

تشو ، إس سي ، تشوي ، دبليو واي ، أوه ، إس إتش ، لي ، سي جي ، سيو ، واي سي ، كيم ، جي إس ، وآخرون. (2012). تعزيز استخراج الدهون من الطحالب البحرية الدقيقة ، سينديسموس، المرتبطة بعملية التجانس عالية الضغط. ي بيوميد Biotechnol 2012، 359432. doi: 10.1155 / 2012/359432

كوني ، إم ، يونغ ، جي ، وناغل ، إن. (2009). استخلاص الزيوت الحيوية من الطحالب الدقيقة. سبتمبر بوريف. القس. 38 ، 291 & # x02013325. دوى: 10.1080 / 15422110903327919

دميرباس ، أ. (2009). انتاج وقود الديزل الحيوي من زيوت الطحالب. إنرج. مصدر 31 ، 163 & # x02013168. دوى: 10.1080 / 15567030701521775

Du ، Z. ، Li ، Y. ، Wang ، X. ، Wan ، Y. ، Chen ، Q. ، Wang ، C. ، et al. (2011). الانحلال الحراري بمساعدة الميكروويف للطحالب الدقيقة لإنتاج الوقود الحيوي. بيوريسور. تكنول. 102 ، 4890 & # x020134896. دوى: 10.1016 / j.biortech.2011.01.055

Dunahay، T.G، Jarvis، E.E، Dais، S. S.، and Roessler، P. G. (1992). الهندسة الوراثية للطحالب الدقيقة لإنتاج الوقود. تطبيق بيوتشيم. التكنولوجيا الحيوية. 34 ، 331 & # x02013339. دوى: 10.1007 / BF02920556

إنجلر ، سي آر (1985). & # x0201CD تعطيل الخلايا الميكروبية ، & # x0201D في التكنولوجيا الحيوية الشاملة، 2nd Edn، ed. مو-يونج (أوكسفورد: مطبعة بيرغامون) 305 & # x02013324.

فولش ، جي ، ليس ، إم ، وسلون ستانلي ، جي إتش (1957). طريقة بسيطة لعزل وتنقية الدهون الكلية من الأنسجة الحيوانية. J. بيول. تشيم. 226 ، 497 & # x02013509.

جانزلر ، ك. ، سالجو ، أ ، وفالكو ، ك. (1986). استخلاص الميكروويف. طريقة تحضير عينة جديدة للكروماتوغرافيا. تشروماتوجر. 37 ، 299 & # x02013306. دوى: 10.1016 / S0021-9673 (01) 94714-4

جافريلسكو ، إم ، وتشيستي ، واي (2005). التكنولوجيا الحيوية & # x02013 بديل مستدام للصناعة الكيميائية. التكنولوجيا الحيوية. حال. 23 ، 471 & # x02013499. دوى: 10.1016 / j.biotechadv.2005.03.004

جيسيوفا ، ج. ، بوري ، د. ، وجيلين ، ب. (2002). طرق تعطيل الخلايا الميكروبية للاستخدام المحتمل في صناعة الألبان & # x02013 مراجعة. كثافة العمليات الألبان J. 12 ، 541 & # x02013553. دوى: 10.1016 / S0958-6946 (02) 00038-9

هجرة ، أ.ك. (1974). عند استخلاص الأسيل والألكيل ثنائي هيدروكسي أسيتون الفوسفات من مخاليط الحضانة. الدهون 9 ، 502 & # x02013505. دوى: 10.1007 / BF02532495

هاريسون ، إس تي إل (1991). تمزق الخلايا البكتيرية: عملية وحدة رئيسية في استعادة المنتجات داخل الخلايا. التكنولوجيا الحيوية. حال. 9 ، 217 & # x02013240. دوى: 10.1016 / 0734-9750 (91) 90005-G

Hemwimon، S.، Pavasant، P.، and Shotipruk، A. (2007). استخلاص الأنثراكينونات المضادة للأكسدة بمساعدة الميكروويف من جذور موريندا سيتريفوليا. سبتمبر بوريف. تكنول. 54 ، 44 & # x0201350. دوى: 10.1016 / j.seppur.2006.08.014

هوبكنز ، تي آر (1991). & # x0201D تعطيل الخلايا الفيزيائية والكيميائية لاستعادة البروتين داخل الخلايا ، & # x0201D في تنقية وتحليل البروتينات المؤتلفة، محرران R. Seetharam و S. Sharma (New York، NY: Marcel Dekker)، 57 & # x0201384.

Hosikian، A.، Lim، S.، Halim، R.، and Danquah، M.K (2010). استخراج الكلوروفيل من الطحالب الدقيقة: مراجعة لجوانب هندسة العملية. كثافة العمليات J كيم. م. 2010 ، 391632. دوى: 10.1155/2010/391632

Huang، Q.، and Wang، Q. (2013). تأثير السوائل الأيونية المختارة على إنتاج الدهون بواسطة الخميرة الزيتية رودوسبوريديوم toruloides. بيوريسور. تكنول. 130 ، 339 & # x02013344. دوى: 10.1016 / j.biortech.2012.12.022

هوفر ، جي دبليو ، وستكوت ، جي إي ، ميلر ، إل في ، وكريبس ، إن إف (1998). طريقة الميكروويف لتحضير كريات الدم الحمراء لقياس تركيز الزنك وإثراء نظائر الزنك المستقرة. شرجي. تشيم. 70 ، 2218 & # x020132220. دوى: 10.1021 / ac971083d

جنسن ، جي إس ، وو ، إكس ، باترسون ، كيه إم ، بارنز ، جيه ، كارتر ، إس جي ، شيرويتز ، إل ، وآخرون. (2008). تحسين عملية استخراج Bligh and Dyer. ليبيد تكنول. 20 ، 280 & # x02013281. دوى: 10.1002 / لايت .200800074

جونسون ، إم ب ، ووين ، زي (2009). إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة Schizochytrium limacinum عن طريق الأسترة التبادلية المباشرة للكتلة الحيوية الطحلبية. وقود الطاقة 23 ، 5179 & # x020135183. دوى: 10.1021 / ef900704h

جونز ، جيه ، مانينغ ، س. ، مونتويا ، إم ، كيلر ، ك. ، وبويني ، إم. (2012). استخراج الدهون الطحلبية وتحليلها بواسطة HPLC وقياس الطيف الكتلي. جيه. كيمياء الزيت. شركة 89 ، 1371 & # x020131381. دوى: 10.1007 / s00216-011-5376-6

خان ، س.أ ، رشمي حسين ، م.ز. ، براساد ، س. ، وبانجي ، يو. (2009). آفاق إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة في الهند. تجديد. الحفاظ. إنرج. القس. 13 ، 2361 & # x020132372. دوى: 10.1016 / j.rser.2009.04.005

خانال ، س.ك. ، جريويل ، د. ، سونج ، س. ، وليوين ، ج. (2007). تطبيقات الموجات فوق الصوتية في المعالجة المسبقة لحمأة مياه الصرف الصحي: مراجعة. كريت. القس البيئة. علوم. تكنول. 37 ، 277 & # x02013313. دوى: 10.1080 / 10643380600860249

Kim، J.، and Yoo، G. (2013). طرق المعالجة النهائية لإنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة. التكنولوجيا الحيوية. حال. 31 ، 862 & # x02013876. دوى: 10.1016 / j.biotechadv.2013.04.006

كيم ، واي ، وتشوي ، واي (2012). الاستخراج الأيوني السائل بوساطة الدهون من الكتلة الحيوية الطحلبية. بيوريسور. تكنول. 109 ، 312 & # x02013315. دوى: 10.1016 / j.biortech.2011.04.064

كلاين ماركوشامر ، د. ، وسيمونز ، ب. (2011). التحليل الاقتصادي التقني لمعمل التكرير الحيوي للإيثانول اللجنوسيليلوز مع المعالجة المسبقة للسائل الأيوني. الوقود الحيوي Bioprod. بيوريفين. 5 ، 562 & # x02013569. دوى: 10.1002 / bbb.303

لي ، إيه كيه ، لويس ، دي إم ، وآشمان ، بي جي (2012). تعطيل خلايا الطحالب الدقيقة لاستخراج الدهون للوقود الحيوي: العمليات ومتطلبات الطاقة المحددة. الطاقة الحيوية للكتلة الحيوية 46 ، 89 & # x02013101. دوى: 10.1016 / j.biombioe.2012.06.034

لي ، جي واي ، يو ، سي ، جون ، إس واي ، آهن ، سي واي ، وأوه ، إتش إم (2010). مقارنة بين عدة طرق لاستخراج الدهون بشكل فعال من الطحالب الدقيقة. بيوريسور. تكنول. 101 ، S75 & # x02013S77. دوى: 10.1016 / j.biortech.2009.03.058

لي ، إس جيه ، يون ، بي دي ، أوه ، إتش إم (1998). طريقة سريعة لتحديد الدهون من الطحالب الخضراء Botryococcus braunii. التكنولوجيا الحيوية. تقنية. 12 ، 553 & # x02013556. دوى: 10.1023 / أ: 1008811716448

ليفين ، آر ب ، بينارات ، ت. ، وسافاج ، بي إي (2010). إنتاج وقود الديزل الحيوي من الكتلة الحيوية للطحالب الرطبة من خلال التحلل المائي للدهون في الموقع والاسترة فوق الحرجة. وقود الطاقة 24، 5235 & # x020135243. دوى: 10.1021 / ef1008314

Li، Q.، Jiang، X.، He، Y.، Li، L.، Xian، M.، and Yang، J. (2010). تقييم السائل الأيوني المتوافق حيوياً 1-ميثيل -3-ميثيلميدازوليوم ثنائي ميثيل فوسفيت كوز الذرة لتحسين التكسير. تطبيق ميكروبيول. التكنولوجيا الحيوية. 87 ، 117 & # x02013126. دوى: 10.1007 / s00253-010-2484-8

Liang ، K. ، Zhang ، Q. ، and Cong ، W. (2012). الاستخراج المائي للدهون بمساعدة الإنزيم من الطحالب الدقيقة. J. أجريك. الغذاء تشيم. 60 ، 11771 & # x0201311776. دوى: 10.1021 / jf302836v

Marcato ، B. ، و Vianello ، M. (2000). الاستخلاص بمساعدة الميكروويف عن طريق تحضير عينة سريع للتحليل المنتظم للإضافات في البولي أوليفينات بواسطة كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء. تشروماتوجر. 869 ، 285 & # x02013300. دوى: 10.1016 / S0021-9673 (99) 00940-1

ماركهام ، بي إل ، أونج ، إل ، بارسي ، جيه إيه ، ميندنهال ، جيه إيه ، لينسيوني ، دي إي ، هيلدر ، دي إل ، إت آل. (2006). & # x0201 استقرار المعايرة الإشعاعية لجهاز تصوير الأرض المتقدم EO-1: 5 سنوات في المدار ، & # x0201D في وقائع مؤتمر SPIE 6361 حول أجهزة الاستشعار والأنظمة والأقمار الصناعية من الجيل التالي X ، SPIE، المجلد. 6361، eds R.Meynart، S.P Neeck، and H. Shimoda (San Diego، CA)، 66770U: 1 & # x0201312.

ميسون ، تي جيه ، لوريمر ، ج.ب ، بيتس ، دي إم ، وتشاو ، واي (1994). قياس الجرعات في سونوتشيميستري: استخدام أيون تيريفثاليت المائي كمراقب مضان. بالموجات فوق الصوتية. سونوتشيم. 1 ، S91 & # x02013S95. دوى: 10.1016 / 1350-4177 (94) 90004-3

ماتياش ، ف ، ليبيش ، ج ، كورزكاليا ، ت.ف ، شيفتشينكو ، أ ، وشودكي ، د. (2008). استخراج الدهون عن طريق ميثيل ثلاثي بوتيل إيثر من أجل الدهون عالية الإنتاجية. J. ليبيد الدقة. 49 ، 1137 & # x020131146. دوى: 10.1194 / jlr.D700041-JLR200

Ninomiya، K.، Kamide، K.، Takahashi، K.، and Shimizu، N. (2012). التكسير الأنزيمي المعزز لمسحوق التيل بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية في السوائل الأيونية في درجة حرارة الغرفة. بيوريسور. تكنول. 103 ، 259 & # x02013265. دوى: 10.1016 / j.biortech.2011.10.019

باري ، جي آر جيه ، ماتني ، جي ، بي آند # x000E9 لانجر ، جي إم آر ، لي ، ك ، قاعدة ، سي ، وثيبرت ، بي (1997). استخدام طريقة الميكروويف في استخلاص الدهون من اللحوم ومنتجات الألبان والبيض تحت ظروف الضغط الجوي. J. AOAC Int. 80 ، 928 & # x02013933.

راميش ، د. (2013). & # x0201 تقنيات تحديد واستخراج الشحوم ، & # x0201D في تطبيقات التكنولوجيا الحيوية للطحالب الدقيقة: وقود الديزل الحيوي والمنتجات ذات القيمة المضافة، محرر. F. Bux (بوكا راتون ، فلوريدا: مطبعة CRC) ، 89 & # x0201397.

رانجان ، أ ، باتيل ، سي ، وموهولكار ، في.س. (2010). التقييم الميكانيكي لاستخراج دهون الطحالب الدقيقة. Ind. Eng. تشيم. الدقة. 49 ، 2979 & # x020132985. دوى: 10.1021 / ie9016557

Rawat ، I. ، Ranjith Kumar ، R. ، Mutanda ، T. ، and Bux ، F. (2013). وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة: تقييم نقدي من المختبر إلى الإنتاج على نطاق واسع. تطبيق طاقة 103 ، 444 & # x02013467. دوى: 10.1016 / j.apenergy.2012.10.004

رفعت ، أ. ، الشلتاوي ، س. ت. ، وصادق ، ك. يو (2008). الوقت الأمثل لرد الفعل والأداء وانبعاثات العادم لوقود الديزل الحيوي الناتج عن تشعيع الميكروويف. كثافة العمليات J. البيئة. علوم. تكنول. 5 ، 315 & # x02013322. دوى: 10.1007 / BF03326026

ريتشموند ، أ. (2004). كتيب ثقافة الطحالب الدقيقة: التكنولوجيا الحيوية وعلم الأحياء التطبيقي. أكسفورد: بلاكويل.

Roessler ، P.G ، Brown ، L.M ، Dunahay ، T.G ، Heacox ، D.A ، Jarvis ، E.E ، and Schneider ، J.C (1994). نهج الهندسة الوراثية لتحسين إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة. سيمب ACS. سر. 566 ، 255 & # x02013270. دوى: 10.1021 / bk-1994-0566.ch013

روزنبرغ ، يو ، وبوغل ، و. (1987). إذابة الجليد في الميكروويف والتجفيف والخبز في صناعة الأغذية. الغذاء تكنول. 41 ، 85 & # x0201391.

Ruan، C.، Jun، T.، and Hong، G. (2006). حركية ترشيح الفلافونويد من بوريريا لوباتا مع الإيثانول. ذقن. J. كيم. م. 14 ، 402 & # x02013406. دوى: 10.1016 / S1004-9541 ​​(06) 60091-8

Sawayama، S.، Inoue، S.، Dote، Y.، and Yokoyama، S. Y. (1995). كو2 التثبيت وإنتاج الزيت من خلال الطحالب الدقيقة. إنرج. المحادثة. ماناج. 36 ، 729 & # x02013731. دوى: 10.1016 / 0196-8904 (95) 00108-P

شيهان ، ج. ، دونهاي ، ت. ، بينمان ، ج. ، ورويسلر ، ب. (1998). نظرة إلى الوراء على وزارة الطاقة الأمريكية وبرنامج الأنواع المائية # x02019 & # x02013 وقود الديزل الحيوي من الطحالب. تقرير NREL / TP-580-24190. جولدن ، أول أكسيد الكربون: المختبر الوطني للطاقة المتجددة.

شنغ ، ج ، فانيلا ، آر ، وريتمان ، بي إي (2011). تقييم طرق استخلاص وقياس كمية الدهون منها متزامن PCC 6803. بيوريسور. تكنول. 102 ، 1697 & # x020131703. دوى: 10.1016 / j.biortech.2010.08.007

Sommerfeld ، M. ، Chen ، W. ، Hu ، Q. ، Giorgi ، D. ، Navapanich ، T. ، Ingram ، M. ، et al. (2008). تطبيق Electroporation لاستخراج الدهون من الطحالب الدقيقة. سياتل ، واشنطن: قمة الكتلة الحيوية للطحالب.

Sostaric، M.، Klinar، D.، Bricelj، M.، Golob، J.، Berovic، M.، and Likozar، B. (2012). النمو واستخراج الدهون والتدهور الحراري للطحالب شلوريلا فولغاريس. N. Biotechnol. 29 ، 325 & # x02013331. دوى: 10.1016 / j.nbt.2011.12.002

سوسليك ، ك.س ، وفلانيجان ، دي جي (2008). داخل الفقاعة المنهارة: اللمعان الصوتي والظروف أثناء التجويف. Annu. القس فيز. تشيم. 59 ، 659 & # x02013683. دوى: 10.1146 / annurev.physchem.59.032607.093739

طاهر ، حسن ، الزهير ، س. ، المرزوقي ، أ.ح ، حايك ، يحيى ، وفريد ​​، م. (2014). الاستخراج الفعال لدهون الطحالب الدقيقة من الكتلة الحيوية الرطبة لإنتاج وقود الديزل الحيوي. الطاقة الحيوية للكتلة الحيوية 66 ، 159 & # x02013167. دوى: 10.1016 / j.biombioe.2014.02.034

وانغ إكس ، لي ، هـ ، كاو ، واي ، وتانغ ، كيو (2011). استخراج السليلوز من رقاقة الخشب في سائل أيوني كلوريد 1-allyl-3-methylimidazolium (AmimCl). بيوريسور. تكنول. 102 ، 7959 & # x020137965. دوى: 10.1016 / j.biortech.2011.05.064

Weerheim، A. M.، Kolb، A. M.، Sturk، A.، and Nieuwland، R. (2002). تكوين الفسفوليبيد للجسيمات الدقيقة المشتقة من الخلايا المحددة بواسطة كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة أحادية البعد عالية الأداء. شرجي. بيوتشيم. 302 ، 191 & # x02013198. دوى: 10.1006 / abio.2001.5552

يو ، جي ، بارك ، دبليو كيه ، كيم ، سي دبليو ، تشوي ، واي إي ، ويانغ ، جي دبليو (2012). استخلاص مباشر للدهون من الرطب كلاميدوموناس رينهاردتي الكتلة الحيوية باستخدام الصدمة التناضحية. بيوريسور. تكنول. 123 ، 717 & # x02013722. دوى: 10.1016 / j.biortech.2012.07.102

الكلمات المفتاحية: الطحالب الدقيقة ، طاقة الكتلة الحيوية ، طرق استخلاص الدهون ، وقود الطحالب الحيوي ، وقود الديزل الحيوي ، كفاءة الطاقة

الاقتباس: Ranjith Kumar R و Hanumantha Rao P و Arumugam M (2015) طرق استخراج الدهون من الطحالب الدقيقة: مراجعة شاملة. أمام. دقة الطاقة. 2: 61. دوى: 10.3389 / fenrg.2014.00061

تم الاستلام: 12 نوفمبر 2014 القبول: 10 ديسمبر 2014
تم النشر على الإنترنت: 08 يناير 2015.

جوني وانج ، جامعة أثاباسكا ، كندا

ريتا راني سينغانيا ، جامعة بليز باسكال ، فرنسا
ليجوان لونغ ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، الصين

حقوق النشر: & # x000A9 2015 Ranjith Kumar و Hanumantha Rao و Arumugam. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License (CC BY). يُسمح بالاستخدام أو التوزيع أو الاستنساخ في منتديات أخرى ، بشرط أن يتم اعتماد المؤلف (المؤلفين) الأصلي أو المرخص له وأن يتم الاستشهاد بالنشر الأصلي في هذه المجلة ، وفقًا للممارسات الأكاديمية المقبولة. لا يُسمح بأي استخدام أو توزيع أو إعادة إنتاج لا يتوافق مع هذه الشروط.


شاهد الفيديو: ستة طرق لتقوية الجهاز العصبي (كانون الثاني 2023).