Noktalı yeşil çizgiler, bir agar besiyerine ekilmiş saf bir Medakamo hakoo kültürü gösteriyor. Çalışmanın ortak yazarı Emeritus Profesör Tsuneyoshi Kuroiwa, algleri ilk olarak, medaka balığını (Japon pirinç balığı) ekledikten sonra, akvaryum balığı akvaryumundaki su yeşile döndüğünde keşfetti ve ev mikroskobu altında örneklere bakmaya karar verdi. Bununla birlikte, alglerin nereden kaynaklandığı – su, balık veya başka bir yer – hala bilinmiyor. Kredi: 2023 Sachihiro Matsunaga
Bir ev akvaryumunda ultra küçük mikroalg keşfinin birden fazla yararlı uygulaması olabilir.
Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar, mikroalglerin yeni bir türünü ortaya çıkardılar. Medakamo hakoo, bir ev akvaryumundan alınan suyun DNA analizi sırasında. Daha önce hiçbir kayıtta bulunmayan benzersiz DNA dizilimi ile bu tür, bilinen en küçük tatlı su yeşil yosunu olarak öne çıkıyor. İstikrarlı bir şekilde yüksek yoğunluklarda yetiştirilebilme konusundaki olağanüstü yeteneği, hem gıda hem de endüstriyel amaçlar için değerli ürünler üretmede kullanımı için heyecan verici olanaklar sunar.
Daha önce deniz yosunuyla karşılaştıysanız, bir akarsudaki bitki örtüsünde gezindiyseniz veya temizlendiyseniz bulanık yeşil bir akvaryum, alglere aşinasınız. Çeşitli şekil, renk ve boyutlarda gelen bu çeşitli suda yaşayan organizmalar su, ışık ve besinler üzerinde gelişirler. Çok küçük ve çıplak gözle görülemeyen bir alg türü olan mikroalgler, tüm su besin zincirlerinin temeli olarak hizmet ettikleri için Dünya’nın ekosisteminde çok önemli bir rol oynarlar.
Araştırmacılardan ve işletmelerin karbondioksiti yakalama yetenekleri, biyoyakıt, alternatif protein kaynağı olarak kullanımları ve daha fazlası için. Beklenmedik yerlerde gelişmeye devam eden on binlerce mikroalg türü vardır.
Medakamo hakoo’nun bu mikroskobik floresan görüntüsünde bir kloroplast (kırmızı), bir çekirdek (yeşil) gösterilmektedir. ve yosun hücresinde bir sitoplazma (mavi). Beyaz ölçek çubuğu 500 nanometreyi (0,0005 milimetre) gösterir. Kredi: 2023 Tsuneyoshi Kuroiwa
Frontier Sciences Enstitüsü’nden Profesör Sachihiro Matsunaga, “Sıradan bir ev akvaryumunda yeni bir mikroalg türü keşfetmemize çok şaşırdık” dedi. “Algler sudan alındı ve tek tek kültürlendi. Algin DNA’sı floresanla boyandı ve hücre başına en az DNA’ya sahip olanı bulmak için mikroskobik olarak gözlemlendi. Daha sonra bu algin DNA’sını sıraladık ve diğer alglerin DNA’sıyla karşılaştırdık. Sonuçlar, daha önce bildirilen alglerin DNA’sıyla eşleşmedi, bu da bunun yeni bir tür olduğunu gösterdi ve biz de ona Medakamo hakoo (M. hakoo) adını verdik.”
Mikroalgler nispeten az sayıda genden oluşur ve bu karmaşık olmayan biçim, onları farklı genlerin hangi rolleri oynadığını ve nasıl kullanılabileceğini belirlemeye çalışan araştırmacılar için yararlı kılar. Bilinen on binlerce mikroalgden birçoğu karakterize edilmemiş durumda. Bu son çalışma sayesinde artık bunun yalnızca yeni bir tür olduğunu değil, aynı zamanda diğer faydalı niteliklerin yanı sıra tüm tatlı su algleri arasında bilinen en küçük genoma sahip olduğunu biliyoruz.
“M. hakoo yalnızca bir mitokondri (enerji üretmek için) ve bir kloroplast (klorofil içerir ve fotosentez yoluyla besin oluşturur) içerirken, normal bitki hücreleri çok sayıda mitokondri ve kloroplast içerir. Bu, son derece basit bir hücre yapısına sahip yeşil bir alg olduğunu gösteriyor” diye açıkladı Matsunaga. “Araştırmamızdan, eşi görülmemiş bir DNA yapısına ve yeni bir gen düzenleyici sisteme sahip olduğunu da tahmin ettik. Hücre döngüsü ayrıca, etkili ve kararlı biyo-üretimin anahtarı olan gece ve gündüz döngüsüyle güçlü bir şekilde senkronize edilir. Bu doğal nitelikler ve son derece küçük boyut nedeniyle M. hakoo, yüksek hücre yoğunluğunda etkili bir şekilde kültürlenebilir ve bu da son derece işlevsel gıdalar, kozmetikler ve biyo-yakıt gibi maddelerin düşük maliyetle toplu olarak üretilmesini mümkün kılar.”
Araştırmacılar, M. hakoo’nun hem laboratuvardaki hem de dünyadaki potansiyel uygulamalarını keşfetmeye devam etmeyi planlıyor. “Sudaki yeşil algler, günümüzün kara bitkilerinin orijinli organizmalarıdır. Matsunaga, bu araştırma sayesinde, bir organizmanın çeşitli ortamlarda gelişmesi ve gelişmesi için gereken minimum gen sayısını daha iyi anlayabiliriz ve bunu incelemeye devam edeceğiz” dedi. “Gelecekte, işbirliği yapmanın yollarını bulmak ve M. hakoo’nun toplu ekiminden faydalı maddeler oluşturmak istiyorum.”
Referans: “Ultra küçük bir tatlı su yeşil algi olan Medakamo hakoo’nun genomik analizi”, Shoichi Kato, Osami Misumi, Shinichiro Maruyama, Hisayoshi Nozaki, Yayoi Tsujimoto-Inui, Mari Takusagawa, Shigekatsu Suzuki, Keiko Kuwata, Saki Noda, Nanami Ito, Yoji Okabe, Takuya Sakamoto, Fumi Yagisawa, Tomoko M. Matsunaga, Yoshikatsu Matsubayashi, Haruyo Yamaguchi , Masanobu Kawachi, Haruko Kuroiwa, Tsuneyoshi Kuroiwa ve Sachihiro Matsunaga, 23 Ocak 2023, İletişim Biyolojisi.
DOI: 10.1038/s42003-022-04367-9
Fon: MXT/ JSPS KAKENHI finansmanı, JST-CREST ve JST-OPERA hibeleri.