Mažyčiai mikrodumbliai, didelė nauda: FTMC fizikė Kamilė Jonynaitė apgynė daktaro disertaciją
Mikrodumbliai – mikroskopinio dydžio vienaląsčiai sutvėrimai, vieni seniausių gyvų organizmų Žemėje, kurių rasime praktiškai visuose vandens telkiniuose. Kaip ir augalai, jie atlieka fotosintezę – taigi gamina mums visiems reikalingą deguonį.
Tačiau jų nauda tuo neapsiriboja: mikrodumbliai jau daugiau nei 50 metų tiriami laboratorijose ir šiandien yra naudojami maisto papilduose, kosmetikoje, pašaruose, biokuro gamyboje ir vandens valyme. Iš jų galima išgauti baltymus, pigmentus, omega riebalų rūgštis ir kitų vertingų medžiagų.
Su mikrodumbliais eksperimentuoja ir lietuviai – FTMC Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus mokslininkai. Viena iš jų, Kamilė Jonynaitė, balandžio 30 d. tapo gamtos mokslų daktare. Ji apgynė disertaciją „Impulsinio elektrinio lauko poveikis skirtingose biologinėse skalėse: nuo fotosintetinės sistemos funkcijos iki mikrobinės bendrijos dinamikos Chlorella vulgaris sistemose“ (mokslinis vadovas: dr. Arūnas Stirkė).
Didžiausi sveikinimai kolegei – visokeriopos sėkmės tęsiant svarbius darbus!
Kamilė disertacijoje nagrinėja, kaip impulsinis elektrinis laukas (IEL) veikia mikrodumblių Chlorella vulgaris ląsteles. IEL yra labai trumpi elektros pliūpsniai, kuriais mikrodumbliai yra „pakratomi“ siekiant iš jų išgauti norimų savybių. „IEL paveikia ląstelės membraną, ir joje gali susiformuoti laikinos arba ilgiau išliekančios poros. Per jas į ląstelę arba iš jos gali judėti įvairios medžiagos. Jei poveikis švelnesnis, membrana gali atsistatyti; jei stipresnis – ląstelė gali būti negrįžtamai pažeidžiama. Dėl to IEL leidžia tiksliai reguliuoti, kaip stipriai paveikiama ląstelė“, – sako K. Jonynaitė.
Tokie eksperimentai reikalingi tam, kad per susidarančias poras iš ląstelių būtų išlaisvintos įvairios naudingos medžiagos. Pasak Kamilės, įprastai tam naudojami cheminiai, terminiai arba mechaniniai metodai, kurie gali reikalauti daug energijos, papildomų medžiagų ar stipriai pažeisti biomasę.
„Tuo metu IEL technologija siūlo tikslesnę ir švaresnę alternatyvą. Trumpas elektros impulsas suformuoja poras ląstelės membranoje, todėl vertingos medžiagos gali lengviau pasišalinti iš ląstelės. Tinkamai parinkus poveikio sąlygas, galima sumažinti chemikalų poreikį, energijos sąnaudas ir geriau išsaugoti jautrius junginius.
Šie tyrimai padeda kurti tvaresnes biotechnologijas. Geriau suprasdami, kaip mikrodumbliai reaguoja į elektros impulsus, galime efektyviau panaudoti jų biomasę maisto, sveikatos, kosmetikos, energetikos ar aplinkosaugos srityse“, – paaiškina FTMC mokslininkė.
(Dr. Kamilė Jonynaitė ir mikrodumblių bendrijos. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotr.)
„Disertacijoje IEL poveikį mikrodumbliams tyrinėjau keliais biologinės organizacijos lygmenimis: ląstelės vidinių struktūrų, visos ląstelės ir mikrodumblių bei bakterijų bendrijos. Toks požiūris leidžia suprasti ne tik tai, kas vyksta pačioje membranoje, bet ir kaip šie pokyčiai atsispindi visos ląstelės veikloje bei platesnėje mikroorganizmų bendrijoje.
Pagrindinis darbo tikslas buvo išsiaiškinti, kaip skirtingi elektrinių impulsų parametrai lemia mikrodumblių atsaką ir kaip šias žinias būtų galima pritaikyti tvaresnėse biotechnologijose“, – pasakoja fizikė.
Labiausiai ją džiuginantis rezultatas – sėkmingas skirtingų tyrimo lygmenų sujungimas į vieną bendrą vaizdą: disertacijoje Kamilė parodė, kaip elektros impulsų poveikis membranai susijęs su pokyčiais ląstelės viduje, visos ląstelės gyvybingumu ir platesniu mikroorganizmų bendrijos atsaku.
„Ypač svarbūs buvo eksperimentai su mikrodumblių ir bakterijų bendrijomis. Jie parodė, kad ląstelės jautrumas elektros impulsams priklauso ne tik nuo jos pačios savybių, bet ir nuo aplinkos, kurioje ji gyvena.
Kitaip tariant, mikroorganizmai į technologinį poveikį reaguoja ne kaip pavienės, izoliuotos ląstelės, o kaip sudėtingos bendrijos dalis. Manau, kad tai svarbu tiek tolesniems tyrimams, tiek praktiniam taikymui, nes realiose biotechnologinėse sistemose mikroorganizmai dažniausiai gyvena kartu su kitomis rūšimis“, – sako naujoji gamtos mokslų daktarė.
Jos disertaciją (anglų k.) galite perskaityti paspaudę šią nuorodą.
Daugiau apie mikrodumblius ir Kamilės darbus sužinosite FTMC tinklalaidėje „Tai ką jūs ten darot?“