Vi tảo là gì? Các công bố khoa học về Vi tảo

Vi tảo đại diện cho một nhóm vi sinh vật vô cùng đa dạng nhưng có khả năng chuyên môn hóa cao để thích nghi với các môi trường sinh thái khác nhau. Nhiều loài vi tảo có khả năng sản xuất một lượng đáng kể (ví dụ: 20–50% trọng lượng khô tế bào) triacylglycerols (TAG) như một loại lipid dự trữ dưới căng thẳng quang hóa hay các điều kiện môi trường bất lợi khác. Axit béo, thành phần cấu thành của TAGs và tất cả các lipid tế bào khác, được tổng hợp trong lục lạp bằng một tập hợp duy nhất của enzyme, trong đó acetyl CoA carboxylase (ACCase) là yếu tố chính điều chỉnh tỷ lệ tổng hợp axit béo. Tuy nhiên, sự biểu hiện của các gene liên quan đến quá trình tổng hợp axit béo vẫn chưa được hiểu rõ ở vi tảo. Sự tổng hợp và phân tách TAG vào các thể lipid bào tương dường như là cơ chế bảo vệ mà các tế bào tảo sử dụng để ứng phó với các điều kiện căng thẳng, nhưng ít được biết về việc điều chỉnh sự hình thành TAG ở mức độ phân tử và tế bào. Trong khi khái niệm sử dụng vi tảo như một nguồn nguyên liệu sinh khối giàu lipid thay thế và tái tạo cho nhiên liệu sinh học đã được khám phá trong vài thập kỷ qua, hệ thống có thể mở rộng và khả thi về kinh tế vẫn chưa hình thành. Hiện nay, việc sản xuất dầu tảo chủ yếu giới hạn ở các loại dầu chất lượng cao có giá trị dinh dưỡng hơn là các loại dầu hàng hóa cho nhiên liệu sinh học. Bài đánh giá này cung cấp tóm tắt ngắn gọn về kiến thức hiện tại của vi tảo giàu dầu và quá trình tổng hợp axit béo và TAG của chúng, các hệ thống mô hình tảo và cách tiếp cận gen để hiểu rõ hơn việc sản xuất TAG, cũng như cái nhìn lịch sử và hướng đi cho nghiên cứu và thương mại hóa nhiên liệu sinh học dựa trên vi tảo.

Một kỹ thuật được phát triển để thu được các phương trình tốc độ và các thông số động học mô tả sự phân hủy nhiệt của nhựa từ dữ liệu TGA. Phương pháp này dựa trên việc so sánh giữa các thí nghiệm được thực hiện ở các tốc độ gia nhiệt tuyến tính khác nhau. Bằng cách này, có thể xác định năng lượng kích hoạt của một số quá trình mà không cần biết dạng phương trình động học. Kỹ thuật này đã được áp dụng cho nhựa phenolic gia cố fiberglass CTL 91-LD, trong đó phương trình tốc độ - (1/w_e)(dw/dt) = 10¹⁸ e^−55,000/RT [(w ‐ w_f)/w₀,]⁵, nr.⁻¹, đã được tìm thấy áp dụng cho phần lớn của sự phân hủy. Phương trình đã được thử nghiệm thành công bằng nhiều kỹ thuật khác nhau, bao gồm so sánh với dữ liệu nhiệt độ không đổi có sẵn trong tài liệu. Năng lượng kích hoạt được cho là chính xác trong khoảng 10 kcal.

Werner, Sabine và Richard Grose. Điều hòa quá trình lành vết thương bằng các yếu tố tăng trưởng và cytokine. Physiol Rev 83: 835–870, 2003; doi:10.1152/physrev.00032.2002.—Quá trình lành vết thương trên da là một quá trình phức tạp bao gồm đông máu, viêm nhiễm, hình thành mô mới và cuối cùng là tái tạo mô. Quá trình này đã được mô tả rõ ràng ở cấp độ mô học, nhưng các gen điều tiết sự hồi phục của da chỉ được xác định một phần. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng đã chứng minh những tác động đa dạng, nhưng trong hầu hết các trường hợp là tích cực, của các yếu tố tăng trưởng ngoại sinh đối với quá trình lành vết thương. Tuy nhiên, vai trò của các yếu tố tăng trưởng nội sinh phần lớn vẫn chưa rõ. Các phương pháp ban đầu nhằm giải quyết câu hỏi này tập trung vào phân tích biểu hiện của các yếu tố tăng trưởng, cytokine và các thụ thể của chúng trong các mô hình vết thương khác nhau, với dữ liệu chức năng đầu tiên được thu thập thông qua việc áp dụng kháng thể trung hòa cho các vết thương. Trong những năm gần đây, sự xuất hiện của chuột được biến đổi gen đã cho phép làm sáng tỏ chức năng của các gen khác nhau trong quá trình lành vết thương, và các nghiên cứu này đã làm sáng tỏ vai trò của các yếu tố tăng trưởng, cytokine và các tác nhân hiệu ứng thứ cấp trong sự hồi phục vết thương. Bài tổng quan này tóm tắt các kết quả nghiên cứu biểu hiện đã được thực hiện trên chuột, lợn và người để xác định vị trí của các yếu tố tăng trưởng và các thụ thể của chúng trong các vết thương da. Quan trọng nhất, chúng tôi cũng báo cáo về các nghiên cứu di truyền nhằm giải thích chức năng của các yếu tố tăng trưởng nội sinh trong quá trình hồi phục vết thương.

Đa dạng vi khuẩn trong các mẫu môi trường thường được đánh giá bằng cách sử dụng các trình tự gen 16S rRNA (16S) khuếch đại bằng PCR. Tuy nhiên, sự đa dạng được cảm nhận có thể bị ảnh hưởng bởi việc chuẩn bị mẫu, việc lựa chọn mồi và hình thành các sản phẩm khuếch đại 16S chimeric. Chimera là các sản phẩm lai tạo giữa nhiều trình tự gốc có thể bị diễn giải sai là các sinh vật mới, do đó làm gia tăng sự đa dạng rõ ràng. Chúng tôi đã phát triển một công cụ phát hiện chimera mới gọi là Chimera Slayer (CS). CS phát hiện các chimera với độ nhạy lớn hơn so với các phương pháp trước đây, hoạt động tốt trên các trình tự ngắn như những trình tự được tạo ra bởi máy giải trình tự Genome của 454 Life Sciences (Roche), và có thể mở rộng đến các bộ dữ liệu lớn. Bằng cách so sánh hiệu suất CS với các trình tự từ một hỗn hợp DNA kiểm soát của các sinh vật đã biết và một tập hợp chimera được mô phỏng, chúng tôi cung cấp những hiểu biết về các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành chimera như sự phong phú của trình tự, mức độ tương đồng giữa các gen 16S và điều kiện PCR. Các chimera được phát hiện có xu hướng hình thành lại giữa các lần khuếch đại độc lập và góp phần vào những nhận thức sai lệch về sự đa dạng của mẫu cũng như việc nhận dạng sai các loại mới, với các loài ít phong phú cho thấy tỷ lệ chimera vượt quá 70%. Các trình tự metagenomic không mục tiêu của cộng đồng mô phỏng của chúng tôi dường như không có chimera 16S, hỗ trợ một vai trò của metagenomics trong việc xác nhận các sinh vật mới được phát hiện trong các khảo sát trình tự mục tiêu.

Anthocyanins là một loại flavonoid có trong các loại trái cây và rau củ, tạo ra màu sắc từ đỏ tươi đến xanh lam cho chúng. Cho đến nay, đã có hơn 635 loại anthocyanins được xác định trong tự nhiên, với sáu loại cốt lõi phổ biến và nhiều kiểu glycosylation và acylation khác nhau. Sự tiêu thụ anthocyanins từ chế độ ăn uống cao hơn so với các flavonoid khác nhờ vào sự phân bố rộng rãi của chúng trong các vật liệu thực vật. Dựa vào nhiều nghiên cứu trên dòng tế bào, mô hình động vật và thử nghiệm lâm sàng trên người, đã được đưa ra gợi ý rằng anthocyanins có hoạt tính chống viêm và chống ung thư, phòng ngừa bệnh tim mạch, kiểm soát béo phì và làm giảm bệnh tiểu đường, tất cả đều ít nhiều liên quan đến đặc tính chống oxy hóa mạnh mẽ của chúng. Bằng chứng cho thấy sự hấp thu của anthocyanins xảy ra ở dạ dày và ruột non. Việc hấp thu vào mô biểu mô dường như rất hiệu quả, nhưng việc vận chuyển vào tuần hoàn, phân bố trong mô và thải ra qua nước tiểu lại rất hạn chế. Hoạt tính sinh học của anthocyanins khả dụng sinh học nên được tập trung nghiên cứu trong tương lai về các tác động tăng cường sức khỏe có khả năng của chúng.

The human gut is colonized with a vast community of indigenous microorganisms that help shape our biology. Here, we present the complete genome sequence of the Gram-negative anaerobe Bacteroides thetaiotaomicron , a dominant member of our normal distal intestinal microbiota. Its 4779-member proteome includes an elaborate apparatus for acquiring and hydrolyzing otherwise indigestible dietary polysaccharides and an associated environment-sensing system consisting of a large repertoire of extracytoplasmic function sigma factors and one- and two-component signal transduction systems. These and other expanded paralogous groups shed light on the molecular mechanisms underlying symbiotic host-bacterial relationships in our intestine.

Việc ức chế tích tụ peptide amyloid β (Aβ) và sự hình thành các sợi fibril β-amyloid (fAβ) từ Aβ, cũng như sự bất ổn của những fAβ đã hình thành trước đó trong hệ thần kinh trung ương, sẽ là những đích điều trị hấp dẫn để điều trị bệnh Alzheimer (AD). Chúng tôi đã báo cáo trước đây rằng axit nordihydroguaiaretic (NDGA) và các polyphenol liên quan đến rượu vang ức chế sự hình thành fAβ từ Aβ(1–40) và Aβ(1–42) và làm mất ổn định fAβ(1–40) và fAβ(1–42) đã hình thành trước đó tỷ lệ theo liều lượng trong thí nghiệm in vitro. Sử dụng phân tích quang phổ huỳnh quang với thioflavin T và nghiên cứu kính hiển vi điện tử, chúng tôi đã kiểm tra tác động của curcumin (Cur) và axit rosmarinic (RA) lên sự hình thành, mở rộng, và phá bỏ ổn định của fAβ(1–40) và fAβ(1–42) ở pH 7.5 và 37°C trong thí nghiệm in vitro. Sau đó, chúng tôi so sánh hoạt động kháng tạo amyloid của Cur và RA với NDGA. Cur và RA ức chế sự hình thành fAβ từ Aβ(1–40) và Aβ(1–42) cũng như sự mở rộng của chúng theo liều lượng. Ngoài ra, chúng cũng làm mất ổn định những fAβ đã hình thành theo liều lượng. Tổng thể, hoạt động của Cur, RA và NDGA là giống nhau. Các nồng độ hiệu quả (EC₅₀) của Cur, RA và NDGA cho sự hình thành, mở rộng và phá bỏ ổn định của fAβ là từ 0.1–1 μM. Mặc dù cơ chế mà Cur và RA ức chế sự hình thành fAβ từ Aβ và phá vỡ sự ổn định của fAβ trong thí nghiệm in vitro vẫn chưa rõ ràng, chúng có thể là một phân tử quan trọng cho sự phát triển của các phương pháp điều trị cho AD. © 2004 Wiley‐Liss, Inc.

Chúng tôi trình bày một phân tích về tác động toàn cầu của các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ (microplanktonic grazers) đến fitoplankton biển và những hệ quả của nó đối với các quá trình tái khoáng hóa trong cộng đồng vi sinh vật. Dữ liệu được thu thập từ một cuộc tìm kiếm tài liệu rộng rãi, thu được 788 ước tính tỷ lệ cặp về tăng trưởng tự dưỡng (µ) và tiêu thụ vi sinh vật ăn tảo (m) từ các thí nghiệm pha loãng. Từ các nghiên cứu trong đó trữ lượng fitoplankton được đo bằng đơn vị carbon, chúng tôi cho thấy rằng ước tính sản xuất từ các thí nghiệm pha loãng là một tham số đại diện hợp lý (r = 0.89) cho sản xuất được xác định theo phương pháp chuẩn ¹⁴C. Tỷ lệ m: µ, tỉ lệ sản xuất sơ cấp (PP) bị tiêu thụ bởi các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ, cho thấy rằng sự tiêu thụ của vi sinh vật ăn tảo nhỏ là nguồn chính gây ra tỷ lệ tử vong của fitoplankton trong đại dương, chiếm 67% mức tăng trưởng hàng ngày của fitoplankton cho toàn bộ tập dữ liệu. Tỷ lệ này thay đổi một cách khiêm tốn giữa các môi trường và vùng biển khác nhau, với các trung bình dữ liệu dao động từ 60% cho các môi trường ven biển và vùng cửa sông đến 70% cho các đại dương mở, và từ ~59% cho các hệ thống ôn đới, cận cực và cực đến 75% cho các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Với các ước lượng về nhu cầu trao đổi chất của các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ và giả định rằng chúng tiêu thụ hầu hết sản xuất của vi khuẩn, các ước lượng trung bình theo vùng về hô hấp của protista là 35-43% sản xuất hàng ngày (PP) cho mức tiêu thụ đầu tiên hoặc 49-59% của PP cho ba bậc chuỗi thức ăn. Các đóng góp ước tính của các loài vi sinh vật ăn tảo đến tổng hô hấp của cộng đồng có cùng độ lớn với hô hấp của vi khuẩn. Do đó, sự khác biệt tiềm năng giữa các hệ sinh thái trong hoạt động của vi sinh vật ăn tảo nhỏ hay cấu trúc dinh dưỡng là một điểm không chắc chắn lớn đối với các mô hình địa hóa sinh học nhằm dự đoán vai trò của cộng đồng vi sinh vật trong chu trình carbon chỉ từ các tham số vi khuẩn.