Τα βακτήρια που ήρθαν απ’ το κρύο…

Έρχονται από την Ανταρκτική και αγαπούν το κρύο. Στο ταξίδι κοιμούνται
τον… ύπνο του δικαίου. Γιατί αλλιώς δεν θα ξυπνούσαν ποτέ. Και όταν φτάσουν
στην Κρήτη, τους περιμένει ειδική υποδοχή και φιλοξενία σε συνθήκες…
παγωμένες, όπως ακριβώς τους αρέσει. Για να μπορέσουν να βρεθούν στην καλύτερη
δυνατή κατάσταση και να αποδώσουν τα αναμενόμενα…

Συνθήκες Ανταρκτικής. Ο ερευνητής του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας μεγαλώνει τα βακτήρια στον ζυμωτήρα του εργαστηρίου, σε χαμηλές θερμοκρασίες, αντίστοιχες με αυτές της παγωμένης ηπείρου

ΤΟΥΣ πρωταθλητές των… βακτηρίων της μακρινής ηπείρου μελετούν οι επιστήμονες
στα εργαστήρια του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και
Έρευνας, συμμετέχοντας σε ένα φιλόδοξο ερευνητικό πρόγραμμα της Ευρωπαϊκής
Ένωσης. Στόχος του υπεύθυνου ερευνητή Βασίλη Μπουριώτη και των συνεργατών του
είναι να διαχωρίσουν πολύτιμα ένζυμα, που κρύβονται στα βακτήρια και μπορεί να
χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία με μεγάλα οφέλη για τον άνθρωπο.

Τα βακτήρια που ήρθαν απ’ το κρύο, γοητεύοντας τους ειδικούς, ζουν σε
θερμοκρασίες μηδέν έως πέντε βαθμών Κελσίου και ονομάζονται ψυχρόφιλα. Τα
ένζυμά τους μπορεί να λειτουργήσουν σε ακραίες συνθήκες, όπου η βιοχημική
δραστηριότητα παλαιότερα θεωρούνταν αδύνατη, γι’ αυτό είναι περιζήτητα στα
επιστημονικά εργαστήρια. Οι ερευνητές προσπαθούν να απομονώσουν αυτά που θα
τους φανούν χρήσιμα, να τα χαρακτηρίσουν και να τα χρησιμοποιήσουν σε διάφορες
εφαρμογές (π.χ. φάρμακα, απορρυπαντικά, γαλακτοκομικά προϊόντα, τρόφιμα κ.λπ.).

Τον δεύτερο στόχο, τον πιο «φιλόδοξο», εξηγεί στα «ΝΕΑ» ο Γιώργος Θηραίος,
διευθυντής του Ινστιτούτου: «Να συγκρίνουμε τα ψυχρόφιλα ένζυμα με αυτά που
ζουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, να βρούμε ποια είναι τα στοιχεία που τους
δίνουν τη δυνατότητα να λειτουργήσουν στο κρύο και να τα προσθέσουμε με τη
χρήση γενετικής μηχανικής στα υπόλοιπα ένζυμα. Έτσι, θα μπορούμε να τα
χρησιμοποιούμε όπως ακριβώς και τα ψυχρόφιλα».

Το ένζυμο είναι ένα βιολογικό μόριο, που βοηθά στο να γίνουν ορισμένες
διεργασίες με βιολογική και όχι χημική μέθοδο, ώστε να πραγματοποιηθούν
κάποιες μετατροπές. Για παράδειγμα, από το άμυλο παράγεται αλκοόλ με τη
βοήθεια κάποιων ενζύμων. «Τα ένζυμα είναι οι μηχανές της ζωής. Είναι τα μόρια
που επιτρέπουν στο κύτταρο να κάνει όλες τις βασικές του λειτουργίες, από το
να παράγει ενέργεια έως το να μπορέσει να διαιρεθεί και να αποκτήσει
απογόνους. Χωρίς τα ένζυμα δεν μπορεί να υπάρξει ζωή», τονίζει ο κ. Θηραίος.

Ψυχρόφιλα βακτήρια. Από αυτά οι επιστήμονες του ΙΤΕ παίρνουν τα πολύτιμα ένζυμα που προορίζονται για εφαρμογές στη βιομηχανία

Τα 10 είδη βακτηρίων που μελετώνται στην Κρήτη συγκεντρώνονται στην ξηρά ή στα
βάθη του ωκεανού της Ανταρκτικής από Ευρωπαίους μικροβιολόγους. Στο διάρκειας
τριών χρόνων πρόγραμμα, που διανύει τον 16ο μήνα του, μετέχουν επίσης
εργαστήρια από τη Γαλλία, την Ιταλία, την Αγγλία, την Ολλανδία, το Βέλγιο και
τη Σουηδία.

Οι οικογένειες των ψυχρόφιλων βακτηρίων έχουν ηλικία δύο δισεκατομμυρίων
χρόνων. Επειδή όμως τα ίδια ζουν κατά μέσο όρο μόλις δύο ώρες ­ μετά
διαιρούνται και αποκτούν απογόνους ­ οι επιστήμονες τα βάζουν σε χειμερία
νάρκη ­ άπιαστο, προς το παρόν, όνειρο του… Μάικλ Τζάκσον. Με άλλα λόγια,
παγώνουν τον χρόνο των βακτηρίων. Το ξυπνητήρι χτυπά όταν φτάνουν στο ΙΤΕ,
όπου γεύονται την ξακουστή στα πέρατα της γης κρητική φιλοξενία. Σε ειδικούς
σωλήνες, όπου αναπαράγονται οι παγωμένες συνθήκες της Ανταρκτικής,
καλλιεργούνται για να αποδώσουν τα ένζυμά τους. Σε κάθε βακτήριο ζουν περίπου
2.000 – 3.000 ένζυμα. Από αυτά, μερικές δεκάδες μπορεί να φανούν χρήσιμα στους επιστήμονες.

Οι Έλληνες βιολόγοι ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για τη χιτινάση, ένα ένζυμο που
σπάει τη χιτίνη, δηλαδή το σκληρό κέλυφος που περιβάλλει έντομα, γαρίδες,
καβούρια και άλλα όντα. Το περίβλημά τους αποτελείται από ζωντανά μόρια, τα
οποία με κατάλληλη διεργασία διασπώνται και μετατρέπονται σε υλικά που μπορεί
να χρησιμοποιηθούν σε φάρμακα και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές. Με τη βοήθεια
της χιτινάσης, η μετατροπή αυτή γίνεται βιολογικά και όχι χημικά. Το όφελος
είναι μεγάλο τόσο στον οικονομικό τομέα, καθώς η βιολογική διεργασία κοστίζει
λιγότερο, όσο και στον περιβαλλοντικό, μια που τα χημικά τα οποία
χρησιμοποιούνται αντί για το ένζυμο είναι τοξικά και ρυπαίνουν το περιβάλλον.

Στο Ινστιτούτο του ΙΤΕ απομονώνουν τη χιτινάση από τα βακτήρια και
χαρακτηρίζουν τη δομή και τις ιδιότητές της. Χρησιμοποιείται στα φάρμακα γιατί
βοηθά στην επούλωση τραυμάτων, στη βιομηχανία τροφίμων ως προσθετικό, στην
παρασκευή καλλυντικών κ.λπ.

ΔΙΑΚΑΗΣ πόθος των ερευνητών στο ΙΤΕ είναι τα ψυχρόφιλα βακτήρια που
φιλοξενούνται στα εργαστήρια της Κρήτης να δώσουν την θέση τους στους
συγγενείς τους, τα θερμόφιλα. Αυτά, δηλαδή, που ζουν σε υψηλές θερμοκρασίες,
θερμές πηγές και ηφαίστεια. Κι αντί να τα μεταφέρουν από τη μακρινή
Ανταρκτική, ελπίζουν σύντομα να τα συλλέγουν στη γειτονική Σαντορίνη!

«Εκεί η βιοποικιλότητα είναι τεράστια. Και ταιριάζουν πολύ περισσότερο στις
συνθήκες της Ελλάδας. Αλλά η γνώση μας για τα θερμόφιλα βακτήρια είναι ακόμα
εξαιρετικά περιορισμένη. Μάς είναι γνωστό μόνο το 0,1%, από τα χιλιάδες που
πρέπει να ζουν στη Σαντορίνη», εξηγεί ο κ. Γιώργος Θηραίος, διευθυντής του
Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας.

Το ΙΤΕ επιθυμεί να εκμεταλλευτεί την ποικιλία των βακτηρίων που βρίσκεται στον
ελληνικό χώρο, στα ηφαιστειακά εδάφη της Σαντορίνης, της Νισύρου, της Μήλου,
συγκεντρώνοντας μία ομάδα επιστημόνων από πολλά ιδρύματα που θα εργαστούν γι’
αυτό το σκοπό. «Αρχικά θέλουμε να πάρουμε ένα βακτήριο από τη Σαντορίνη και να
αποκρυπτογραφήσουμε το γενετικό του υλικό, που θα μας δώσει πολύτιμες
πληροφορίες. Χρειαζόμαστε λιγότερο από ένα χρόνο και ένα κονδύλιο 100
εκατομμυρίων δραχμών».

Μία περιζήτητη εφαρμογή των ενζύμων που προέρχονται από θερμόφιλα βακτήρια
είναι η παραγωγή υδρογόνου, ουσίας που μπορεί να λύσει το μελλοντικό
ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη. Η παραγωγή του όμως χημικά είναι ασύμφορη
οικονομικά, ενώ με βιολογικές διεργασίες μπορεί να γίνει πολύ φθηνότερα.

Ένα πειραματικό πρόγραμμα συλλογής θερμόφιλων βακτηρίων από το ηφαίστειο της
Θήρας γίνεται τώρα από τη ΝΑΣΑ.

Το πλούσιο σε σίδηρο υπόστρωμα του νησιού μοιάζει με αυτό του Άρη και οι
Αμερικανοί ελπίζουν να αναπαράγουν τις συνθήκες της Σαντορίνης στον Κόκκινο
Πλανήτη για να μπορέσουν να τον κατοικήσουν. Ακόμα ένα μεγαλόπνοο πρόγραμμα
των Αμερικανών είναι η μελέτη των βακτηρίων στις θερμές πηγές του Εθνικού
Πάρκου Γελοουστόουν.

Εκτός όμως από τις βιομηχανικές εφαρμογές, η έρευνα των βακτηρίων είναι
σημαντική για την αποκρυπτογράφηση της ιστορίας της ίδιας της ζωής στη Γη.

Κι αυτό γιατί τα βακτήρια είναι οι πρώτοι οργανισμοί που έζησαν στον πλανήτη.
«Μελετώντας τα, μπορούμε να μάθουμε την εξέλιξη της ζωής».