מדעי החיים 3
תקציר העבודה
במהלך 2 מיליארד השנים האחרונות כדור הארץ עבר שינויים קיצונים אשר גרמו, בין היתר, לאורגניזמים כמו החיידק הפוטוסינתטי ציאנובקטריה לפתח מנגנונים מולקולריים מורכבים בשביל להסתגל לתנאי הסביבה המתחלפים. מנגנונים אלו, שמילאו תפקיד מרכזי בהישרדות עד היום, משאירים מעין חותמת מצטברת בקוד הגנטי לאורך זמן. המחקר התמקד ביכולת של זן הציאנובקטריה PCC 6803 לבצע מטבוליזם באופן שזמין, ככל הנראה, מבחינה גנטית, אך לא מתרחש בתנאי הסביבה הקיימים היום. כיום, בתנאי הסביבה הרגילים שלו, זן זה של הציאנובקטריה פועל באופן אוטוטרופי, כלומר מייצר לעצמו סוכר באמצעות תהליך הפוטוסינתזה. במחקר זה חקרנו את אופן הגדילה של הציאנובקטריה בתנאי סביבה שונים, באמצעות גידול צלחות ציאנובקטריה עם ריכוזים שונים של גלוקוז מאננטיומרים D ו-L, בחושך ובאור. הנחנו צלחת אחת לגידול באור וצלחת אחת לגידול בחושך בשביל לבקר ולמנוע את היכולת של הציאנובקטריה לבצע את תהליך הפוטוסינתזה, ובכך לגרום לה לספוג סוכר מהסביבה במקום. כמו כן, רצינו להבין את הדרך בה הציאנובקטריה צורכת את הגלוקוז, לכן ביצענו טיפולים שונים בציאנובקטריה עם המעכבים פלורידזין ו-CCCP, המעכבים את ספיגת הגלוקוז לתוך תאי הבקטריה באופנים שונים. מתוך גדילתה של הציאנובקטריה תיקפנו את הטענה שזן הציאנובקטריה PCC 6803 הוא בעל פוטנציאל לגידול אוטוטרופי וגם הטרוטרופי. התוצאות מצביעות על כך שריכוזים נמוכים של גלוקוז באור מעודדים את הגדילה, אך ריכוזים גבוהים של גלוקוז משני סוגי האננטיומר, מעכבים את הגדילה. כמו כן, ראינו שבאור יש אופטימום של 5 מילימולר ושריכוזים גבוהים יותר של גלוקוז מביאים לאובדן הכלורופיל. משמעות התוצאות היא שלגלוקוז בריכוז גבוה משני סוגי האננטיומר יש השפעה על גדילה, דבר היכול להעיד על אפשרויות שונות למסלולים מטבוליים ייחודיים שלא ידועים כעת בציאנובקטריה.
אביב פרידמן | מכון ויצמן למדע
קריית החינוך ע"ש עמוס דה שליט
הצד האפל של ציאנובקטריה
מנחה אישית: גב' מלינה שמשון
מנחה קבוצתי: ד"ר אסף גת
ראש המעבדה: ד"ר פיליפ נטליו
מורה מלווה: גב' מריה נוטקין