В РФ создали водоросль с дзета-керотином

Ведущим научным сотрудником Института фундаментальных проблем биологии РАН Владимиром Ладыгиным получен мутант хламидомонады, способный продуцировать дзета-каротин, сообщается на сайте Министерства образования и науки Российской Федерации.

Одноклеточные зеленые водоросли уже несколько десятилетий используются в фотобиотехнологии как источник биомассы и физиологически активных соединений – белков, липидов, пигментов и витаминов. Особый интерес представляет собой одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада (Chlamydomonas reinhardtii dang.) – продуцент биологически активных соединений, в частности каротиноидов. Особая ценность хламидомонады как продуцента каротинов состоит в высоком содержании пигментов на единицу сырой биомассы.

Сейчас в фотобиотехнологии в большей степени распространен каротиноид бета-каротин. Его получают как из клеток зеленых водорослей (Chlorella, Scenedemus), так и из высших растений, таких какморковь. Некоторые биохимические и биофизические исследования показывают, что дзета-каротин может быть более эффективным препаратом, чем бета-каротин. При этом естественных продуцентов дзета-каротина в природе нет – его можно получить только с помощью искусственного мутагенеза, блокировав цепь биосинтеза каротиноидов на раннем этапе – на уровне дзета-каротина. Это и удалось сделать российскому учёному.

Мутант был получен воздействием g-излучения на клетки исходного дикого типа. Он не имеет аналогов в мире. Мутант высокостабилен, доля дзета-каротина составляет 38% от суммы каротинов, у него высокая продуктивность. Известные дзета-каротиновые мутанты высших растений накапливают максимум 5% дзета-каротина, и они, как правило, летальные.

Каротиноиды исследовали методом тонкослойной хроматографии. Клетки исходного, дикого типа хламидомонады накапливали 17–23% каротинов от суммарного содержания всех каротиноидов: альфа-каротина – 4–7%, бета-каротина – 93–96%. В клетках мутанта доля каротинов составляла 31–38% всех каротиноидов. Мутант утратил способность синтезировать альфа-каротин и накапливал 40–47% бета-каротина, 17–22% бета-зеакаротина и 33–41% дзета-каротина.

Исследования позволили определить динамику накопления биомассы и показать, что ее достаточно, чтобы получать препараты дзета-каротина и оценить их эффективность для лечения онкологических заболеваний и для повышения стрессоустойчивости клеток животных и человека при воздействии g-излучения и коротковолнового ультрафиолета. Анализ выживаемости клеток показал, что значительное накопление дзета-каротина в клетках мутанта повышало в 1,5 раза их устойчивость к действию γ-излучения и в 5–10 раз – к действию коротковолнового ультрафиолета (УФ-С). Если экспериментально подтвердится более высокая эффективность дзета-каротина при лечении раковых заболеваний, то можно рекомендовать мутант – суперпродуцент дзета-каротина для решения задач медицины и фармакологии.

Важное преимущество дзета-каротина перед бета-каротином (предшественником витамина А) в том, что он не обладает провитаминной активностью и потому не вызывает отрицательных эффектов в высокой концентрации. Кроме того, дзета-каротин легче проникает в клетки и ткани животных и человека.

20/01/2015

Источники: http://www.strf.ru