Znanstvenici Instituta Ruđera Boškovića (IRB) u suradnji s kolegama iz triju država u regiji otkrili su, istražujući alge za spas vodeih ekosustava, da se pod utjecajem povećane koncentracija kadmija stanice alga brane povećanom proizvodnjom određenih proteina vezanih uz fotosintetski pigment klorofil.
Riječ je o projektu "Algal cell biophysical properties as markers for environmental stress in aquatic systems", a vodi ga dr. sc. Nadica Ivošević DeNardis iz Laboratorija za biogeokemiju mora i atmosfere Zavoda za istraživanje mora i okoliša IRB-a.
Projekt financira Međunarodna višegradska fondacija (IVF), jednogodišnji je to projekt koji je pred samim završetkom jer traje do 31. listopada ove godine. Uz znanstvenike IRB-a na projektu se okupio i međunarodni tim znanstvenika sa češkoga Fakulteta Mehaničkog inženjerstva, mađarskoga Fakulteta Znanosti i informatike Sveučilišta u Szegedu te slovačkoga Fakulteta prirodnih znanosti Sveučilišta Sv. Ćirila i Metoda u Trnavi, priopćio je u ponedjeljak Ured za odnose s javnošću IRB-a
Dr. Ivošević DeNardis: Povećana proizvodnja proteina adaptacijski je odgovor stanice
Znanstvenici su ispitivali ponašanje stanica alga pod utjecajem toksičnoga teškog metala kadmija u laboratorijskim uvjetima, kako bi se bolje razumjele strategije održivosti i prilagodljivosti populacija algi u uvjetima stresa u vodenim sustavima.
Istaknuto je kako smo svjedoci posljedica globalnih klimatskih promjena koje utječu na brojne okolišne čimbenike te mijenjaju raznolikost i sastav zajednica mikroalga u vodenim sustavima, s neupitnim utjecajem i na gospodarstvo. Kako je objašnjeno, jednostanične alge su, unatoč mikroskopskoj veličini, pogodne kao modelni organizmi jer imaju kratak životni vijek, vrlo su osjetljive na promjene u okolišu te predstavljaju osnovu hranidbenih mreža u vodenim sustavima.
Navedena su i objašnjenja voditeljice projekta dr. sc. Nadice Ivošević DeNardis kako su znanstvenici u sklopu istraživanja uz pomoć alata modeliranja mogli procijenili koncentraciju nastajanja kompleksa metal-organska vrsta te bioraspoloživoga slobodnog metala koji uzrokuje stres u staničnoj kulturi.
Rezultati istraživanja, istaknula je, ukazuju da povećane koncentracije teškoga metala kadmija dovode do promjena u obliku pokretljivosti stanica te povećane fiziološke aktivnosti u kulturi alga, dok se gustoća stanica ne mijenja značajno. Upravo to, dodala je, predstavlja adaptacijski odgovor stanice i to tako da poveća svoju aktivnu površinu u odnosu na toksični metal prisutan u mediju.
Tijekom projekta znanstvenici su koristili napredne tehnike konfokalne mikroskopije i mikroskopije s oslikavanjem životnoga vijeka fluorescencije koje su omogućile snimanje dosad neistražene prirodne fluorescencije stanica alga roda Dunaliella, koje su znanstvenici izabrali upravo zbog izuzetne osjetljivosti stanica ovog roda na promjene u okolišu.
Jer, kako je objašnjeno, stanica Dunaliella je 'gola', odnosno posjeduje samo staničnu membranu, te je zato jako osjetljiva na sve promjene u okolišu. Te se promjene prvo manifestiraju na njezinoj vanjskoj membrani. Svojstva stanične membrane su od presudne važnosti za istraživanje međupovršinskih procesa te transporta tvari u stanicu ili iz stanice.
U ovom slučaju, rekla je voditeljica projekta, znanstvenici su otkrili da se pod utjecajem povećane koncentracija kadmija stanice alga brane povećanom proizvodnjom određenih proteina vezanih uz fotosintetski pigment klorofil. Specifičan odziv prirodne fluorescencije stanica pod utjecajem povećane koncentracije kadmija povezan je s ekspresijom različitih proteina, posebice s proteinima vezanim uz fotosintetski pigment klorofil, što bi moglo predstavljati obrambeni mehanizam stanica kroz proizvodnju energije i antioksidacijsko ponašanje. Također, prekomjerna proizvodnja tih proteina u algama može ukazivati na prisustvo toksičnoga metala u morskoj vodi.
Ova povećana proizvodnja proteina mijenja svojstva površina stanica alga što se reflektira na dinamici procesa. ''Rezultati elektrokemijske karakterizacije pojedinačnih stanica te kinetičke interpretacije dobivenih signala primjenom matematičkog modela pokazali su da je međupovršinski proces adhezije sporiji kod stanica pod utjecajem stresa, što je posljedica promjenjenih površinskih svojstava stanica detektiranih na nanometarskoj razini", zaključila je dr. Ivošević DeNardis.
Projekt se provodi u skladu sa Strategijom biološke raznolikosti EU 2020, a njegovu važnost u očuvanju regionalne biološke raznolikosti vodenih sustava prepoznala je i Međunarodna višegradska fondacija te ga je financijski podržala.