מה משותף לדג הסלמון, השרימפ וחלמון הביצה?
חוקרים במכון למדעי החיים ע"ש סילברמן גילה חיידק חדש בעל פוטנציאל ביוטכנולוגי ייחודי. החיידק החדש הוא מהסוג Paracoccus,
וייחודו בכך שהוא מייצר את הצבע (הפיגמנט) הטבעי אסטקסנתין (astaxanthin) - חומר בעל שימושים רבים בתעשיות המזון, הקוסמטיקה והתרופות.
האסטקסנתין שייך לקבוצת חומרים הנקראים קרוטנואידים, משפחה של פיגמנטים טבעיים האחראים לגווני הצהוב, הכתום והאדום באורגניזמים רבים.
לחומרים אלה יש תכונות של נוגדני חמצון (אנטי-אוקסידנטים) ועל-כן הם נחשבים כתוספי מזון בריאותיים. הידוע מביניהם הוא הבטא-קרוטן,
שהוא המקור העיקרי לויטמין A.
האסטקסנתין הוא מרכיב חשוב בתזונה הטבעית של דגים רבים ובהם הסלמון, וכן של סרטני שרימפ ודגי נוי רבים, והוא שמקנה להם את הגוון הוורוד
האופייני. בטבע מיוצר האסטקסנתין על ידי מיקרואורגניזמים ימיים שנאכלים על ידי בעלי חיים, ובסופו של דבר הוא מגיע בשרשרת המזון אל
הדגים. רוב דגי הסלמון והפורל וסרטני השרימפ שמשווקים כיום בעולם גדלים באקווה קולטורה, שם הם ניזונים ממזון מרוכז. כדי להקנות להם
את הצבע הוורוד האופייני יש להוסיף לדיאטה שלהם את האסטקסנתין.
בסקנדינביה, למשל, החלו להשתמש באסטקסנתין גם להזנת תרנגולות כדי לקבל ביצים שצבע חלמוניהן כתום כהה. לאסטקסנתין מייחסים תכונות
פרוביוטיות היות ובניסויים נמצא שהוא מפחית את התדירות של התמרה סרטנית. כמו כן נמצא שהוא מגן מפני ניוון של מערכת הראייה בבני
אדם.
אסטקסנתין טבעי מופק בכמות מוגבלת מצדפים או מאצות, אולם מחירו יקר ביותר. חברת הופמן לה-רוש משווייץ מייצרת אסטקסנתין סינתטי, שגם הוא
יקר ביותר. יצרני הסלמון הנורווגים טוענים שכרבע ממחיר הייצור של הדג נזקף לטיפוח הצבע הוורוד שלו. אולם חסרונו העיקרי של הפיגמנט
הסינתטי נובע מהמבנה המולקולרי שלו שאיננו טבעי. רק לאחרונה נאסר בשוודיה להאכיל בעלי חיים בחומרי צבע שאינם טבעיים.
החיידק החדש נתגלה במעבדתו של פרופ' יוסי הירשברג במחלקה לגנטיקה במכון למדעי החיים, והוא זוהה ואופיין בשיתוף עם פרופ' אהרן אורן
מהמחלקה לאקולוגיה מיקרוביאלית. התברר שזהו מין חדש שלא היה מוכר לפני כן, והחוקרים קראו לו Paracoccus marcusii על שם
פרופ' מנשה מרכוס (1937-1987) שהיה מנהל המחלקה לגנטיקה.
 |
החיידק Paracoccus marcusii |
ד"ר מארק הארקר, מלגאי קרן גולדה מאיר העובד במעבדה של פרופ' הירשברג, חקר את תהליכי ייצור האסטקסנתין בחיידק, ומצא שהוא מצטבר בתגובה
לתנאי עקה (Stress) סביבתיים. הגנים האחראים לייצור הפיגמנט שובטו וניתן היה להעביר אותם בשיטות של הנדסה גנטית לחיידק
Escherichia coli כך שהאחרון החל לייצר אסטקסנתין.
אולם ההפתעה הגדול ביותר נכונה לחוקרים כאשר התברר שהאסטקסנתין שמיוצר על ידי P. marcusii מצטבר בתוך גופיפים קטנים שמופרשים
אל מחוץ לתא של החיידק. זוהי תופעה ייחודית שלא נצפתה בעבר בחיידקים, ויש לה השלכות מרחיקות לכת על יכולת השימוש בחיידק על מנת
לייצר אסטקסנתין. ניתן לגדל את החיידק, יצרן הפיגמנט, בתהליכי תסיסה בכמויות תעשייתיות. דרך מיצוי הפיגמנט פשוטה יחסית, שכן החיידק
מפריש אותו למצע הגידול בצורת שלפוחיות שקל לאסוף אותן, וכך ניתן למצות את החומר בצורה טבעית וזולה מהחומר המסונתז. הוזלת החומר
והפקתו בצורה הטבעית שלו תרחיב את השימוש בו ובעתיד יוכל לשמש גם בתעשיית הקוסמטיקה וכתוסף מזון. עם זאת מציינים החוקרים שתהליך
הפיכת הממצא למוצר יישומי מחייבת עוד מחקר ופיתוח.
החוקרים סבורים שחיידק שמפריש חומרים ליפופיליים (שומניים) למצע הגידול בתוך חלקיקים "ארוזים" פותח פתח לשימושים ביוטכנולוגיים נוספים
כדי לייצר חומרים יקרי ערך אחרים. מאמר על גילוי החיידק מתפרסם בימים אלה בכתב העת Journal of Bacteriological Systematics המפרסם
גילוי חיידקים חדשים.
החיידק נשלח להפקדה באוסף חיידקים רשמי באירופה, על פי אמנת בודפשט המגבילה את השימוש המסחרי בחיידק למפקיד בלבד. חברת "יישום" - החברה
לפיתוח המחקר של האוניברסיטה העברית - רשמה פטנט על תהליכי ייצור אסטקסנתין המבוססים על שימוש בחיידק החדש.
 |
פרופ' יוסי הירשברג |
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה