Bagaimana Alga Merah Bertahan di Lingkungan Ekstrim?

Bagaimana Alga Merah Bertahan di Lingkungan Ekstrim?


Newswise – Alga merah telah bertahan di mata air panas dan batuan sekitarnya selama sekitar 1 miliar tahun. Sekarang, tim yang dipimpin Rutgers akan menyelidiki mengapa ekstremis bersel tunggal ini berkembang pesat di lingkungan yang keras – penelitian yang dapat bermanfaat bagi pembersihan lingkungan dan produksi bahan bakar nabati serta produk lainnya.

Debashish Bhattacharya, peneliti utama dan Profesor Terhormat di Departemen Biokimia dan Mikrobiologi di Sekolah Ilmu Lingkungan dan Biologi di Universitas Rutgers – New Brunswick, membahas proyek tersebut dan tujuannya.

Bagaimana Anda mendeskripsikan proyek “Solusi Ekstrem untuk Masalah Ekstrem”?

Pekerjaan kami akan mengarah pada salah satu kumpulan data genom paling luas yang pernah dibuat untuk alga, menghasilkan 50 genom baru dan ratusan sampel untuk apa yang disebut analisis “omics”. Analisis tersebut mencakup ekspresi gen (ketika gen membuat protein), produk metabolisme dan epigenetik (seperti perubahan ekspresi gen yang disebabkan oleh modifikasi kimiawi DNA). Kami juga akan mempelajari alga merah di lingkungan alami mereka di Taman Nasional Yellowstone, menggunakan omics lingkungan. Saya akan memimpin proyek tersebut, yang didanai oleh Community Sequencing Program di Joint Genome Institute, dengan kelompok internasional peneliti bersama, termasuk Rutgers Professor Jeff Boyd dan Xiaoyang Su di Rutgers Cancer Institute of New Jersey. Proyek ini muncul dari penelitian sebelumnya oleh saya dan anggota lab saya, hibah NASA kepada mahasiswa pascasarjana Julia Van Etten untuk mempelajari alga merah ekstremofilik yang dapat hidup di lingkungan ekstrem dan data yang dikumpulkan dengan rekan kerja di Korea Selatan dan Jerman. Menariknya, beberapa alga ini dapat hidup dalam waktu lama dalam kegelapan karena mereka dapat berfotosintesis ketika tidak ada cahaya yang tersedia dan menyerap gula serta molekul lain dari lingkungan. Biasanya dalam fotosintesis, alga menggunakan sinar matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi karbohidrat dan menghasilkan oksigen.

Apa yang kita ketahui tentang ganggang merah sekarang dan apa yang ingin Anda pelajari?

Lingkungan yang keras, seperti yang ada di Bumi awal miliaran tahun yang lalu, mendorong organisme untuk mengembangkan solusi yang dirancang dengan sangat baik. Cyanidiophyceae, sekelompok alga merah akuatik dan terestrial, adalah salah satu dari sedikit kelompok organisme fotosintetik yang dapat bertahan hidup di mata air panas dan lokasi penambangan asam dengan tingkat cahaya yang bervariasi, suhu tinggi, pH rendah (ukuran keasaman atau alkalinitas) dan tingkat tinggi garam dan logam berat beracun seperti merkuri dan arsen. Pekerjaan terbaru oleh grup kami telah menunjukkan itu Cyanidiophyceae ikuti “aturan 1 persen”. Mereka memperoleh sekitar 1 persen gen mereka, rata-rata, dari bakteri melalui transfer gen horizontal, yang berarti mereka mencuri gen tersebut. Kami juga telah menunjukkan bahwa sebagian besar alga ini membuat protein yang memungkinkan mereka mengatasi berbagai kondisi ekstrem. Kami mendalilkan bahwa gen bakteri yang dicuri memainkan peran penting dalam transisi ke gaya hidup ekstrem, dan ini mungkin cara sel-sel di awal Bumi berhasil menjajah lingkungan yang keras.

Apa manfaat potensial ganggang merah?

Cyanidiophyceae ganggang merah adalah model untuk memahami bagaimana organisme bertahan hidup di lingkungan ekstrem di awal Bumi dan berpotensi di dunia layak huni lainnya. Alga ini juga memberikan peluang untuk menggunakan gen tahan stres mereka untuk merekayasa alga dan tanaman penting secara komersial yang dilindungi dari kerusakan lingkungan, seperti dari kekeringan dan kontaminasi logam berat. Alga merah dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan senyawa seperti phycocyanin, agen antioksidan dan anti-inflamasi, dan glikogen, yang menyimpan glukosa (suatu bentuk gula) di dalam tubuh; memulihkan elemen Bumi; dan detoksifikasi logam berat. Banyak spesies alga merah dapat berfungsi sebagai bioreaktor untuk menghasilkan bahan bakar dan produk lainnya. Proyek kami akan merevolusi pemahaman kami tentang bagaimana sel berevolusi di bawah tekanan dan bagaimana perangkat genetik mereka dapat dieksploitasi untuk digunakan manusia.


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author