Схема проведенного исследования. Источник: Maltsev & Maltseva / Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 2021
Полиненасыщенные жирные кислоты играют важнейшую роль в организме человека, участвуя в обменных процессах. Они разделяются на группы по химической структуре, и наиболее ценными среди них считаются омега-3. Относящиеся к этому семейству кислоты, такие как эйкозапентаеновая и докозагексаеновая, активно используются для лечения многих заболеваний, включая атеросклероз и псориаз, а также необходимы для развития мозга и сетчатки у новорожденных детей. Одним из основных их источников является рыба, чей жир обогащается омега-3 через пищевую цепочку, когда животные питаются зоопланктоном, который получает жирные кислоты из микроводорослей, или самими микроводорослями.
Исследователи из Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН (Москва) собрали данные о том, какие жирные кислоты содержатся в микроводорослях и цианобактериях, включая редкие и необычные виды, и изучили общее разнообразие жирных кислот в биомассе микроводорослей. Анализ более 200 научных работ показал, что в микроводорослях присутствуют как мононенасыщенные, так и полиненасыщенные кислоты, причем последних – большинство.
Кроме основных жирных кислот, которые накапливаются в наибольшем количестве видов микроводорослей, биологи также выделили и специфические, характерные для определенных организмов. Ученые продемонстрировали, что их можно считать хемотаксономическими маркерами — то есть использовать химический состав в качестве еще одного признака при разграничении видов, особенно в тех случаях, когда изучение морфологии не дает однозначных результатов.
«Мы показали, что микроводоросли, которые наиболее богаты полезными омега-3 и омега-6 жирными кислотами, принадлежат к конкретным родам зеленых, диатомовых и эустигматовых водорослей. На основании наших результатов мы предлагаем использовать жирные кислоты как промышленный ресурс для получения коммерческих продуктов. Биотехнологическая ценность микроводорослей обусловлена быстротой роста, питательной ценностью, способностью синтезировать и накапливать большое количество полиненасыщенных жирных кислот. Кроме того, изменяя условия культивирования, мы можем усиливать синтез нужных нам соединений», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Мальцев, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН.
Некоторые микроводоросли могут содержать в биомассе до 71 процента белка, а другие — до 75 процентов жиров, что превышает многие показатели среди высших растений (например, соевые бобы содержат 15-25 процентов жиров и 30-50 процентов белка). Важно и то, что их можно промышленно выращивать в реакторах или открытых резервуарах, которые могут быть размещены на территориях, не пригодных для сельскохозяйственных культур. Кроме этого, микроводоросли за год с одного гектара могут дать до 14 000 литров масла, тогда как подсолнечник — всего лишь 1070 литров.
Анализ, проведенный учеными из ИФР РАН, позволит создавать из разных групп микроводорослей наборы биотехнологически ценных штаммов, которые будут иметь необходимый состав жирных кислот.
Источник: https://www.rscf.ru/news/release/uchenye-opisali-raznoobrazie-zhirnykh-kislot/«Сейчас мы активно анализируем перспективность для промышленности ранее не изученных штаммов. Внедрение в производство "продуктивных" видов, в том числе и из нашей Коллекции культур, поможет увеличить эффективность использования биоресурсов. Мы сможем получать больше коммерчески ценных жирных кислот, не увеличивая объем биомассы водорослей. Это позволит улучшить качество коммерческих продуктов и снизить стоимость их производства», — заключил Евгений Мальцев.