Поиск стимуляторов роста и продуктивности микроводоросли Chlorella vulgaris

 

Биомасса и метаболиты одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris применяются или имеют перспективы применения в различных отраслях хозяйства: пищевой промышленности, сельском хозяйстве, рыбоводстве, производстве косметических и лекарственных средств (см. таблицу ниже).

 

Задачей наших исследований является поиск малых органических молекул (молекулы с молекулярной массой менее 1 кДа), которые влияют на рост хлореллы и выраотку ее клетками ценных метаболитов. Для решения этой задачи мы используем метод скрининга: мы добавляем к культуре водоросли различные химические молекулы (главным образом из группы гетероциклических соединений) и спустя несколько дней  оцениваем прирост биомассы в контрольных и опытных образцах. Вещества, которые повышают прирост биомассы, мы подвергаем дальнейшему, более подробному изучению.

 

Исследования проводятся при поддержке Фонда содействия инновациям (конкурс УМНИК-2022), руководитель проекта - Анастасия Денисовна Новокшонова

 

Нашими научными партнерами в этой работе являются кафедра органической химии Химического факультета Пермского государственного национального исследовательского университета и лаборатория агробиофотоники Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН.

Рисунок. A - скрининг молекул в 96-луночном планшете; B - планшеты во влажной камере на осветительной установке
Таблица
Применение метаболитов Chlorella sp. в промышленности

Первичные метаболиты
Группа Метаболит Область применения Ссылка
Хлорофиллы Хлорофилл А Производство антиоксидантов 10.1016/j.aquaculture.2020.735562
Хлорофилл В
Белки и аминокислоты Микоспорин-подобные аминокислоты Противоопухолевые препараты 10.1016/j.sjbs.2017.11.003
Жирные кислоты Линоленовая, пальмитолеиновая Противовоспалительные препараты 10.1016/j.plipres.2018.07.001
Сахара β-1,3-глюкан Иммуностимуляторы, снижающие количество свободных радикалов и уровень холестерина в крови 10.1155/2015/835761
Рамноза Для переработки в биотопливо, производства высоко сульфатированных полисахаридов (противовирусные препараты) 10.1016/j.rser.2014.04.007
Арабиноза
Ксилоза
Глюкоза
Манноза
Витамины Тиамин (B1) Пищевые добавки 10.1016/j.aquaculture.2020.735562
Цианокобаламин (B12)
Пиридоксин (B6)
Биотин (B7)
Ретинол (A) В косметологии как средство против акне 10.1016/j.rser.2014.04.007
Вторичные метаболиты
Группа Метаболит Область применения Ссылка
Алкалоиды Пищевые добавки, антиоксиданты 10.1002/jsfa.6023
Флавоноиды
Жирные кислоты Олеиновая В ароматизаторах, эмульгаторах, производстве бумаги 10.1016/j.aquaculture.2020.735562
Изопреноиды Стерол Антиоксиданты
Фитол
Каротиноиды (ксантофиллы и каротины) Астаксантин Компонент корма рыб 10.1155/2015/835761
Лютеин В фармацевтике, косметической и пищевой промышленности 10.1002/jsfa.60231
α-каротин 10.1016/j.aquaculture.2020.735562
β-каротин 10.1002/jsfa.60231