6533b82cfe1ef96bd128efe3

RESEARCH PRODUCT

Limitēta skābekļa apstākļos augušu rauga šūnu dehidratācija un daži biotehnoloģiski pielietojumi

subject

description

Darba mērķis bija salīdzināt žāvēšanas procesu aerobi un anaerobi kultivētiem raugiem, noskaidrot šo raugu iespējamās izmantošanas iespējas dažos biotehnoloģiskos procesos. Darbā izmantoti mikroorganismu celmi Saccharomyces cerevisiae 14 un Saccharomyces cerevisiae 77. Darbā apskatīti literatūras dati par S.cerevisiae rauga ģinti, rauga šūnas uzbūvi un metabolismu, raugu izmantošanu dažos biotehnoloģiskos procesos (hroma sorbcija, etanola fermentācija), anabiozi, dažām rauga šūnu izdzīvotības paaugstināšanas iespējām pēc dehidratācijas (inkubācija šķīdumos ar paaugstinātu osmotisko spiedienu, siltumšoku). Tika apgūtas šādas darbā izmantotās metodes: S.cerevisiae celmu uzturēšana, sējmateriāla izveide un biomasas iegūšana, rauga šūnu inkubācija šķīdumos ar paaugstinātu osmotisko spiedienu pirms dehidratācijas, rauga žūšanas dinamikas eksperimenti, rauga šūnu apstrāde ar siltumšoku, hroma sorbcijas eksperimenti, etanola fermentācijas eksperimenti, augstās izšķirtspējas šķidrumu hromatogrāfija, šūnu mitruma noteikšana, šūnu izdzīvotības noteikšana pēc ātrās rehidratācijas, atomspēku mikroskopija. Darba rezultātos noteikts, ka dehidratācijas dinamika katram celmam var atšķirties. Limitēta skābekļa apstākļos kultivēta S. cerevisiae 14 šūnu biomasa daudz atrāk zaudē ūdeni nekā ja tā kultivēta aerobos apstakļos. S. cerevisiae 77 žavešanas dinamika bija pretēja. Izmantojot atomspēka mikroskopiju, secināts, ka šūnu rezistence pret dehidratāciju korelē ar šūnu virsmas un formas izmaiņām. Tika noskaidrots, ka šūnu inkubācija 1 M ksilīta šķīdumā pirms dehidratācijas, būtiski uzlabo šūnu dzīvotspēju pēc dehidratācijas, kā arī izmaina šūnu virsmu – tā kļūst izteikti gludāka. Iespējams, ka šīs šūnu sieniņas izmaiņas ir iemesls šādi apstrādātu šūnu samazinātajai hroma sorbcijas spējai. Tajā pašā laikā ir secināts, ka aerobi un anaerobi kultivētu S. cerevisiae 14 un S. cerevisiae 77 biomasu var izmantot kā efektīvu biosorbentu biotehnoloģiskiem nolūkiem. Eksperimentos noskaidrots, ka limitēta skābekļa apstākļos kultivēta rauga S. cerevisiae 77 šūnu biomasa labāk ražo etanolu salīdzinājumā ar S. cerevisiae 14 šūnu biomasu. Siltumšoka ietekmes pētījumu rezultātā ir izteikta hipotēze, ka pret dehidratāciju izturīgo celmu gadījumā, šūnu „papildrezistence” var būt saistīta ar siltumšoka proteīn Hsp70 sintēzi un aizsargiedarbību.