Vliv železa a jeho bioakumulace v sinici Spirulina a mikrořase Chlorella

Kristýna Koláčková

Bachelor's thesis

Effect of Iron and Its Bioaccumulation in Cyanobacteria Spirulina and Microalgae Chlorella

Abstract:

Železo je mikroprvek hrající klíčovou roli v řadě metabolických drah důležitých pro všechny živé organismy. Nedostatek železa je jedním z nejrozšířenějších problémů lidské výživy. Za účelem možného využití Spiruliny a Chlorelly jakožto doplňků stravy pro lidi trpící sideropenickou anémií z nedostatku železa byl zkoumán vliv různých koncentrací železa v médiu (0 mg/l, 5 mg/l a 10 mg/l) na jeho množství v biomase. Optimální množství Fe2+ v médiu bylo zjištěno použitím spektrofotometrického stanovení optické hustoty (OD) a obsahu železa v biomase Arthrospiry maximy a Chlorelly vulgaris, který byl stanoven atomovou absorpční spektrometrií (AAS). Expresní analýza, provedena u modelového organismu s osekvenovaným celým genomem, Chlamydomonas reinhardtii, odhalila efekt zvolených koncentrací Fe2+ na geny regulační dráhy oxidačního stresu. Z výsledků uvedených analýz vyplývá, jaké jsou optimální hladiny železa pro růst studovaných organismů a jeho akumulaci v nich. Byl tak objasněn vliv železa ve zvolené formě, jeho asimilace i bioakumulace v sinici Spirulina a mikrořase Chlorella.

Abstract:

Iron is a trace element playing a key role in a number of metabolic pathways important for all living organisms. Iron deficiency is one of the most widespread problems in human nutrition. In order to possibly use Spirulina and Chlorella as dietary supplements for people suffering from iron deficiency sideropenic anemia, the effect of different concentrations of iron in the medium (0 mg/L, 5 mg/L and 10 mg/L) on its amount in the biomass was investigated. The optimal amount of Fe2+ in the medium was determined using spectrophotometric determination of optical density (OD) and iron content in Arthrospira maxima and Chlorella vulgaris biomass, which was determined by atomic absorption spectrometry (AAS). Expression analysis, performed in a model organism with a sequenced whole genome, Chlamydomonas reinhardtii, revealed the effect of selected concentrations of Fe2+ on the genes of the oxidative stress regulatory pathway. The results of the above analyzes show what are the optimal levels of iron cations for the growth of the studied organisms and its accumulation in them. The effect of iron in the chosen form, its assimilation and bioaccumulation in the cyanobacteria Spirulina and Chlorella microalgae was thus clarified.

Keywords

Spirulina, Arthrospira maxima, Chlamydomonas reinhardtii, asimilace, akumulace, sinice, mikrořasy, Chlorella vulgaris, železo, biomasa

Keywords

Chlorella vulgaris, Chlamydomonas reinhardtii, biomass, accumulation, iron, cyanobacteria, microalgae, assimilation, Arthrospira maxima, Spirulina

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2023
• Supervisor: Ing. Martina Koláčková, Ph.D.
• Reader: Romana Bačová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme:
Molecular Biology and Biotechnology