Helmholtz Alman Tədqiqat Mərkəzləri Assosiasiyası tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Sianobakteriyalar işıq enerjisini fotosintez yolu ilə kimyəvi enerjiyə çevirir və karbon-neytral biotexnologiya üçün getdikcə daha vacib hala gəlir. Müəllif: André Künzelmann/UFZ

Quanidin, əsasən zülalların və nuklein turşularının strukturlarını pozmaq üçün denaturasiya edən reagent kimi istifadə edilən üzvi birləşmədir. Helmholtz Ətraf Mühit Tədqiqatları Mərkəzinin (UFZ) alimləri tərəfdaş qurumlarla birlikdə qlobal biogeokimyəvi dövrlərdə mərkəzi rol oynayan siyanobakteriyaların quanidini azot mənbəyi kimi istifadə etdiyini nümayiş etdiriblər.

Nəticələr bu yaxınlarda Milli Elmlər Akademiyasının Proceedings jurnalında dərc edilib . Tədqiqatçılar davamlı biotexnoloji tətbiqlər üçün əsas mexanizmlərə və yeni bir vasitənin potensialına işıq salıblar.

Sianobakteriyaların ekoloji və biotexnoloji əhəmiyyəti

Sianobakteriyalar qlobal karbon və azot dövrlərinin əsas ekoloji oyunçularıdır. Onlar həmçinin karbon-neytral biotexnologiya üçün getdikcə daha vacib hala gəlir. Onlar davamlı bioiqtisadiyyatın mərkəzi sütunu olan işıqla işləyən və davamlı kimyəvi maddələr və yanacaq istehsalı üçün yaşıl hüceyrə fabrikləri kimi xidmət edə bilərlər.

Lakin, Escherichia coli kimi digər bakteriyalarla müqayisədə, siyanobakteriyaların ətraf mühit və daxili siqnallara necə reaksiya verdiyi, maddələr mübadiləsinin necə əlaqələndirildiyi və bu tənzimləyici mexanizmlərin necə işlədiyi barədə az məlumat var.

Sianobakteriyalarda quanidin metabolizmasının kəşfi

_{UFZ tərəfindən Heinrich Heine Universiteti Düsseldorf və Martin Luther Universiteti Halle –} Wittenberg ilə əməkdaşlıqda dərc edilən tədqiqat göstərir ki, siyanobakteriyalar quanidini (CH5N3) aktiv şəkildə uda və parçalaya, hətta onu yeganə azot mənbəyi kimi istifadə edə bilir _. Bu , sərbəst quanidin təbii yaşayış mühitlərində mövcud olduğunu və ondan istifadə etmək qabiliyyətinin kolonizasiya üçün üstünlük olduğunu göstərir – baxmayaraq ki, quanidin əvvəllər əsasən zəhərli maddə hesab olunurdu.

Artıq məlum idi ki, quanidin siyanobakterial hüceyrədə quanidin hidrolaza tərəfindən ammonium və karbamidə parçalanır və sonrakı reaksiyalar vasitəsilə maddələr mübadiləsinə daxil olur. Yeni tədqiq olunan aspektlərə quanidinin yeni kəşf edilmiş ATF-bağlayıcı kaset (ABC) nəqliyyat sistemi vasitəsilə qida maddəsi kimi mənimsənilməsi daxildir. Bu sistem quanidini yüksək affinliklə tanıyır və hətta aşağı ətraf mühit quanidin konsentrasiyalarında belə hüceyrəyə daxil olmasını təmin edir.

Eyni zamanda, quanidini hüceyrələrdən də daşıya bilən xüsusi bir nəqliyyat sistemi (axıntı sistemi) onları həddindən artıq və buna görə də zərərli konsentrasiyalardan qoruyur. Quanidin metabolizmasından məsul olan fermentlər və nəqliyyat sistemləri siyanobakteriyalarda geniş yayılmışdır.

Azot dövrləri və biotexnologiya üçün təsirlər

UFZ-nin molekulyar mikrobioloqu və tədqiqatın koordinatoru Dr. Stephan Klahn deyir: “Tədqiqat göstərir ki, quanidin azot metabolizmasının ayrılmaz hissəsidir və buna görə də təbiətdəki qlobal biogeokimyəvi dövrlərdə də rol oynamalıdır”.

Buna nail olmaq üçün tədqiqatçılar genom analizlərini, molekulyar mikrobiologiya metodlarını və biokimyəvi bağlanma tədqiqatlarını simulyasiya əsaslı proses analizləri ilə birləşdirdilər və əlavə olaraq quanidin metabolizmasının tənzimlənməsini araşdırdılar. Quanidin daşıyıcıları və hidrolazalar üçün genlər, quanidin bağlanmasına birbaşa reaksiya verən riboswitch vasitəsilə də daxil olmaqla, bir neçə səviyyədə tənzimlənir.

Tədqiqatçılar biotexnologiya üçün bu mexanizmdən istifadə edirlər: Riboswitch , quanidin əlavə etməklə siyanobakteriyalarda gen ifadəsini incə şəkildə tənzimləmək üçün istifadə edilə bilən dəqiq idarə olunan bir element kimi xidmət edir. Bu, sintetik biologiyada geniş tətbiq sahələri üçün uyğun olan biotexnoloji istehsal proseslərinin səmərəli idarə olunması üçün molekulyar bir vasitə verir.

Nəşr detalları

M. Amadeus Itzenhäuser və digərləri, Sintetik biologiya tətbiqləri üçün siyanobakteriyalarda quanidin assimilyasiyasının və riboswitch əsaslı gen tənzimlənməsinin deşifrə edilməsi, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2519335122

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Helmholtz Alman Tədqiqat Mərkəzləri Assosiasiyası tərəfindən təmin edilir