Метод определения метаболического состояния отдельных клеток водорослей
Исследователи из Лаборатории биоинженерии RIKEN под руководством Кадзунари Озаса разработали простой метод для изучения метаболического состояния микроводоросли Euglena gracilis. Эта фотосинтезирующая водоросль активно изучается для её потенциала в производстве биомассы, масла и других продуктов в качестве альтернативы ископаемому топливу.
Принцип метода:
Euglena — подвижная водоросль, чьё движение зависит от интенсивности света:
- При умеренном свете клетка плывёт по прямой.
- При слабом свете запускается фотофильная реакция (движение к свету).
- При сильном свете — фотофобная реакция (избегание света).
- В неподходящих условиях клетка начинает беспорядочно вращаться.
Используя это поведение, команда создала метод «импульса следа» на основе микрофлюидного устройства, позволяющий отслеживать движение отдельных клеток при разном освещении.
Результаты:
Было обнаружено три типа клеток (A, B, C), соответствующих разным метаболическим состояниям. Эксперимент с синим светом (вызывающим фотофобную реакцию) и его последующим выключением показал:
- Тип A: плавно переходили от вращения к прямолинейному движению.
- Тип B: «замирали» неподвижно на несколько секунд перед началом движения.
- Тип C: становились полностью неподвижными.
При сравнении с реакцией на красный свет (при котором фотосинтез эффективнее) анализ показал, что временное «замирание» клеток типа B под синим светом связано с кратковременным дефицитом определённого метаболического вещества, которое эффективнее вырабатывается при красном свете.
Перспективы:
Хотя фоторецептор, отвечающий за фотофобную реакцию Euglena, известен, метаболические процессы, опосредующие эту реакцию, остаются неясными. Исследователи планируют:
- Идентифицировать метаболическое вещество, ответственное за «антизамораживающую» способность.
- Выяснить, необходимы ли все три типа клеток для выживания в суровых условиях.
- Определить, какой тип клеток наиболее эффективен для производства масляных компонентов или аминокислот.