Antioxidants, a radical solution antioxidant responses of marine microalgae
to increased ultraviolet radiation
Datum: 19 juni 2009
Promotie: P.J. Janknegt, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5,
Groningen
Proefschrift: Antioxidants, a radical solution antioxidant responses
of marine microalgae to increased ultraviolet radiation
Promotor(s): prof.dr. A.G.J. Buma, prof.dr. J.W. de Baar
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Antioxidantbescherming van microalgen tegen UV-straling
Paul Janknegt beschrijft in zijn proefschrift antioxidantreacties van
microalgen die blootgesteld worden aan lichtstress (excessieve
hoeveelheden licht). Hierbij heeft hij vooral de reacties in
aanwezigheid van ultraviolette straling (UVR) onderzocht, in het licht
van het dunner worden van de ozonlaag. Daarnaast kan ook
klimaatverandering een serieus effect hebben op de lichtcondities
waaraan mariene microalgen worden blootgesteld.
Microalgen komen voor in bijna alle zeeën en oceanen, waar ze zonlicht
gebruiken als energiebron. Echter, als er tijdens fotosynthese meer
energie wordt opgevangen dan dat er wordt gebruikt, stapelen
hoogenergetische elektronen zich op in de elektronen transportketens
van de fotosystemen. Ultraviolette straling (UVR) bevordert dit
accumulatieproces. De hoogenergetisch elektronen lekken tenslotte naar
moleculaire zuurstof waardoor er reactieve zuurstoffen ontstaan. Om
zich te beschermen tegen deze biologisch gevaarlijk oxiradicalen - die
DNA kunnen beschadigen, wat weer leidt tot ziektes als kanker -
beschikken mariene microalgen over een netwerk van antioxidanten.
Tot nu toe wordt er vanuit gegaan dat het ophogen van antioxidanten in
cellen zou leiden tot een hogere tolerantie tegen zuurstofradicalen.
Janknegt toont aan dat antioxidanten vooral worden gebruikt als een
onmiddellijke reactie op excessieve hoeveelheden licht al dan niet in
aanwezigheid van UVR. Ook blijkt dat reacties van bepaalde
antioxidanten zowel een negatieve als een positieve correlatie
vertonen met ander antioxidant-componenten als ook met andere
beschermingsmechanismen. Hierdoor zegt de richting van de reactie
niets over het tolerantieniveau van microalgen voor excessieve
hoeveelheden licht inclusief UVR. Ook was er geen relatie tussen het
niveau van antioxidant-activiteiten en antioxidant-reacties, en de
taxonomische, geografische en grootte-gerelateerde achtergrond van
mariene microalgen. Bovendien verklaart de soortspecifieke hoeveelheid
antioxidanten en hun reacties niet het verschil in soortspecifieke UVR
tolerantie. Antioxidantreacties van mariene microalgen zijn dan ook
zeer soortspecifiek en eerder een indicator voor stress dan een
verklaring voor lichttolerantie.
Paul Janknegt (Vlijmen, 1976) studeerde biologie aan de
Rijksuniversiteit Groningen, waar hij zijn promotieonderzoek uitvoerde
bij de vakgroep Ocean Ecosystems van het Centre for Ecological and
Evolutionairy Studies (CEES). Inmiddels werkt hij als docent
microbiologie aan de Hogeschool Leiden bij de afdeling Hoger
Laboratorium Onderwijs.
Virtually all sunlit waters around the world are inhabited by
microalgae. These unicellular photosynthesizers use solar irradiance
as their energy source. Yet, when absorbance of light energy exceeds
the energy needed for consumption, highly energetic electrons
accumulate within the photosynthetic electron transport chains.
Exposure to ultraviolet radiation (UVR) stimulates the pile-up of
electrons. Eventually these electrons can leak onto molecular oxygen
to form reactive oxygen species. To counteract these biologically
dangerous oxygen radicals, microalgae are equipped with a network of
antioxidants.
Paul Janknegt describes in his thesis antioxidant responses of
microalgae to excess irradiance conditions. Especially in the presence
of ultraviolet radiation since the concentration of stratospheric
ozone has decreased dramatically over the last few decades. Also,
global climate change can have serious effects on he light conditions
microalgae are exposed to. The study of Janknegt provides evidence
that antioxidants are especially deployed as an immediate response to
excess irradiance with or without UVR. Also, responses of particular
antioxidants show negative as well as positive correlations with other
antioxidant components and other protection mechanisms. As a result of
this balance, the direction of antioxidant responses does not provide
any information about the tolerance level of marine microalgae towards
excess irradiance including UVR. Also there was no significant
relation between antioxidant levels, or responses, and the taxonomic,
geographic and size related background of marine microalgae. Moreover,
species-specific antioxidant levels and their responses do not explain
differences in species-specific UVR tolerance. Antioxidant responses
of marine microalgae to excess irradiance including UVR are rather an
indicator for irradiance stress than an explanation for irradiance
tolerance.
Laatst gewijzigd: 09 juni 2009 09:20
Rijksuniversiteit Groningen