Nanočástice a jejich toxicita u jednobuněčné řasy Chlamydomonas reinhardtii

Ing. Anna Jánová

Doctoral thesis

Nanoparticles and their toxicity in the unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii

Abstract:

Zelené řasy jsou jedny z prvních organismů, které přijdou do styku s polutanty uvolněními do životního prostředí. V disertační práci byly studovány účinky nanočástic mědi a zinku na jednobuněčnou řasu Chlamydomonas reinhardtii. Všechny sledované faktory stresu (růst, schopnost regenerace, produkce ROS, buněčná morfologie a obsah chlorofylu) vykazovaly závislou odpověď na koncentraci NPs, čímž byl potvrzen základní mechanismus toxicity. Také byla diskutována důležitost testování stability nanomateriálů v kultivačním mediu. Dále se práce zaměřuje zejména na produkcí sekundárních metabolitů podmíněnou vlivem NPs. Pomocí LC-MS/MS bylo zjištěno aktivní zapojení fenolických sloučenin, organických kyselin, vitamínů a látek účastnících se methioninového cyklu v antioxidační odpovědi řas. Pozornost byla přednostně věnována vybraným nedostatečně prozkoumaným metabolitům, zejména p-hydroxybenzaldehydu, kyselině protokatechuové, glycinbetainu, kyselině suberové, které byly syntetizovány ve větší míře buňkami mikrořas v reakci na stres.

Abstract:

Green algae are one of the first organisms to come into contact with pollutants released into the environment. The dissertation focuses on the effects of copper and zinc nanoparticles on the unicellular algae Chlamydomonas reinhardtii. All observed stress factors (growth, regeneration ability, ROS production, cell morphology, and chlorophyll content) show NPs dose dependent response, thus confirming the basic mechanism of toxicity. The importance of testing the nanomaterials stabilityin the culture medium was also dicussed. Furthermore, the experiments focus mainly on the production of secondary metabolites under NPs application., The active involvement of phenolic compounds, organic acids, vitamins, and substances participating in the methionine cycle in the antioxidant response of algae was revealed using LC-MS/MS. Attention was preferentially paid to selected understudied metabolites (especially p-hydroxybenzaldehyde, protocatechuic acid, glycine betaine, suberic acid).

Keywords

sekundární metabolity, ZnO nanočástice, mikrořasy

Keywords

secondary metabolites, ZnO nanoparticles, microalgae

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Pavlína Pelcová, Ph.D.
• Reader: Miroslav Pohanka, Ph.D., prof. RNDr., Martin Bačkor, externi, Anna Segečová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Chemistry / Agricultural Chemistry