|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Ответ клеток микроводорослей на недостаток основных элементов минерального питания в потоковых моделях центрального метаболизматезисы доклада
- Авторы: Фурсова П.В., Плюснина Т.Ю.
- Сборник: Математика, компьютер, образование
- Том: 27
- Тезисы
- Год издания: 2020
- Место издания: Ижевский институт компьютерных исследований г. Ижевск
- Первая страница: 26
- Последняя страница: 26
- Аннотация: Одним из основных стрессовых факторов, с которым сталкиваются в природе микроводоросли, является недостаток минерального питания. Дефицит таких элементов как азот, фосфор и сера оказывает существенное влияние на состояние клеток, поскольку эти микроэлементы входят в состав белков фотосинтетического аппарата, аминокислот, витаминов и других жизненно важных соединений. В процессе эволюции фитопланктонными организмами были выработаны различные механизмы адаптации, которые позволяют им обитать в природных водах, обедненными биогеннами. Знания об этих механизмах получили применение в биотехнологиях для синтеза каратиноидов, липидов и водорода.В работе проведено сравнение ответа клеток микроводорослей на недостаток основных элементов минерального питания в потоковых моделях центрального метаболизма. Использовали экспериментальные данные о росте культуры микроводоросли Chlorella vulgaris в условиях голодания по азоту и фосфору и культуры клеток Сhlamydomonas reinhardtii в условиях дефицита серы. Метаболизм клетки описывали с помощью стехиометрической (потоковой) модели (flux balance analysis – FBA), где метаболические потоки рассматриваются как квазистационарные по отношению к скорости роста и скорости изменения условий среды. Скорости потоков рассчитывали, решая задачу линейного программирования. Реакции центрального метаболизма включали в себя гликолиз, цикл Кальвина, цикл Кребса. Они были объединены с электронтранспортными процессами дыхания и первичных реакций фотосинтеза.Согласно полученным модельным данным реакция центрального метаболизма на голодание по разным биогенным элементам имеет схожий характер. На начальной стадии голодания недостаток питания не оказывает существенного влияния на процессы в клетке, идет активный процесс фотосинтеза, работа цикла Кальвина и накопление крахмала. С истощением запасов биогенов потоки синтеза глюкозы возрастают, клетка стремится запасти внутренний источник энергии. Длительное пребывание в условиях стрессового голодания приводит к перераспределению метаболических потоков, в клетке начинают преобладать катаболические процессы. Также согласно модельным расчетам дефицит азота, фосфора и серы приводит к активизации хлоропластного дыхания.
- Добавил в систему: Фурсова Полина Викторовна