«Супер-водоросли» производят натуральные целебные соединения и лекарства из моря

Исследователи из Школы зоологии Тель-Авивского университета при Факультете наук о жизни им. Джорджа С. Вайза и Израильского океанографического и лимнологического исследовательского института (IOLR) создали инновационную технологию, позволяющую выращивать водоросли, обогащенные белками и минералами, такими как цинк, железо, йод, магний и кальций, для людей и животных. Они также добились новых успехов: значительно увеличили способность водорослей производить полезные природные вещества, сосредоточившись на повышении производства биоактивных соединений, которые предлагают медицинские преимущества для человека. Например, концентрация антиоксидантов в водорослях удвоилась, концентрация натуральных солнцезащитных средств – утроилась, а концентрация уникальных защитных пигментов большой медицинской ценности – увеличилась в десять раз.

Исследование было проведено с помощью инновационного и устойчивого подхода к интегрированной аквакультуре, который сочетает водоросли с выращиванием рыбы, повышая качество водорослей и одновременно помогая очищать морскую воду и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. По мнению исследователей, полученные результаты могут принести большую пользу для фармацевтической, косметической и пищевой промышленности.

Производители ценных соединений

Новую разработку возглавил аспирант Дорон Ашкенази из Тель-Авивского университета и Израильского океанографического и лимнологического исследовательского института под руководством профессоров Авигдора Абельсона из Школы зоологии Тель-Авивского университета и Альваро Израиля из IOLR в Хайфе, в сотрудничестве с другими ведущими исследователями из Израиля и со всего мира, включая Гая Паза из IOLR, эксперта по органической химии доктора Шошану Бен-Валид, доктора Эитана Соломона из Национального центра марикультуры в Эйлате, и профессоров Феликса Лопеса Фигероа, Хулию Вегу, Натали Корби и Марту Гарсиа-Санчес из университета Малаги в Испании. Результаты были опубликована в научном журнале Marine Drugs.

Аспирант Дорон Ашкенази (слева) и профессор Авигдор Абельсон (справа)

Дорон Ашкенази объясняет, что "водоросли являются основой прибрежной морской экосистемы. Водоросли поглощают углекислый газ и выделяют кислород в окружающую среду. Они очищают воду, обеспечивают пищей, местообитанием и убежищем для многочисленных видов рыб и беспозвоночных. Немногие знают, что водоросли также производят широкий спектр уникальных биоактивных соединений, которые полезны для человека. Водоросли, живущие в приливной зоне, сталкиваются с экстремальными условиями стресса, которые включают изменения солености, температуры, условий потери влаги, изменения доступности питательных веществ и высокую подверженность солнечному излучению, особенно в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне".

"Немногие знают, что водоросли также производят широкий спектр уникальных биоактивных соединений, которые полезны для человека." Дорон Ашкенази

Чтобы выжить, водоросли разработали уникальный набор химических механизмов защиты – естественные химические соединения, которые помогают им справляться с этими жесткими условиями. Они являются высокоэффективными естественными фабриками, производящими ценные вещества, которые могут предложить значительные преимущества и для человека.

В текущем исследовании ученые попытались выяснить, как максимизировать производство биоактивных соединений и вторичных метаболитов водорослей, представляющих значительные медицинские преимущества. Эти вещества включают антиоксиданты, защитные пигменты и натуральные фильтры ультрафиолетового излучения.

Специальная система аквакультуры, где исследователи выращивали три местных вида водорослей

Будущее выглядит зеленее, чем когда-либо?

Исследователи разработали оригинальный и практичный подход к выращиванию, при котором три местных вида водорослей – Ulva, Gracilaria и Hypnea – сначала выращивались вместе с рыбьими экскрементами, а затем подвергались воздействию стрессоров, включая высокую интенсивность освещения, голодание по питательным веществам и повышенное содержание соли.

Они исследовали, как эти изменения повлияли на концентрацию определенных ценных биоматериалов в водорослях, чтобы повысить их производство. Результаты были впечатляющими: уровень антиоксидантов удвоился, натуральные молекулы солнцечной защиты утроились, а защитные пигменты увеличились в десять раз. "Мы разработали оптимальные условия выращивания и изобрели новый и чистый способ увеличения уровня здоровых натуральных биоактивных соединений в водорослях до небывалого уровня", - говорит Ашкенази. "Мы, по сути, создали «супер водоросли», специально разработанные для использования в отраслях здравоохранения и пищевых продуктов".

"В будущем человечество будет сосредоточено на создании научно обоснованных экологических решений (...) и технологий, которые обеспечивают переработку и ответственное потребление природных ресурсов без их чрезмерной эксплуатации". Дорон Ашкенази

Исследователи считают, что в будущем будет возможно использовать свой подход к выращиванию водорослей для повышения уровня дополнительных природных материалов с важными медицинскими свойствами, таких как противораковые, противодиабетические, противовоспалительные, противовирусные и антибиотические вещества.

Они также подчеркивают, что аквакультура водорослей сохраняет экологическое равновесие и снижает экологические риски, минимизируя количество загрязнителей, снижая выбросы парниковых газов и уменьшая углеродный след. Таким образом, аквакультура водорослей может помочь справиться и с глобальными экологическими проблемами.

"В будущем человечество будет сосредоточено на создании научно обоснованных экологических решений, подобных тем, которые мы предлагаем в этом исследовании - технологий, которые обеспечивают переработку и ответственное потребление природных ресурсов без их чрезмерной эксплуатации. Наше исследование показывает, как мы можем наслаждаться плодами нашей природы, не причиняя ей вреда,” – прокомментировал Дорон Ашкенази