การปรับปรุงสายพันธุ์เชื้อรา Aspergillus terreus ด้วยวิธี Random mutagenesis เพื่อการเพิ่มการผลิตกรดอิทาโคนิค

Abstract

กรดอิทาโคนิคนั้นมีความสำคัญต่อการนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นทดแทนสารเคมีในกลุ่มที่ถูกผลิตขึ้นจากปิโตรเลี่ยม เช่น กรดอะคริลิก โดยกรดอิทาโคนิคได้ถูกบรรจุอยู่ใน 12 รายการสารเคมีตั้งต้น (12 building block chemicals) ที่ถูกบัญญัติขึ้นโดยกระทรวงพลังงานประเทศสหรัฐอเมริกา ว่ามีศักยภาพเพียงพอที่จะนำไปประยุกต์ใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ชีวภาพไม่ว่าจะเป็น อุตสาหกรรมยานยนต์ในกลุ่มของสารเพิ่มความหล่อลื่นของเครื่องยนต์ อุตสาหกรรมสีย้อม อุตสาหกรรมพลาสติกและโพลิเมอร์ และอุตสาหกรรมกาว โดยในปัจจุบัน Aspergillus terreus เป็นสายพันธุ์ที่นำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อการผลิตกรดอิทาโคนิคในระดับอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเชื้อราสายพันธุ์นี้ยังมีข้อจำกัดของระยะเวลาการผลิตที่ยาวนาน และให้ผลผลิตที่ต่ำกว่าผลผลิตทางทฤษฎี ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตกรดอิทาโคนิคของเชื้อรา A. terreus ด้วยการทำให้กลายพันธุ์โดยใช้รังสียูวีและสารเคมี ซึ่งจากงานวิจัยนี้พบว่าการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์เชื้อรา A. terreus ด้วยรังสียูวีและสารเคมี diethyl sulfate สามารถเพิ่มผลผลิตกรดอิทาโคนิคที่ใกล้เคียงกัน โดยการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ด้วยรังสียูวีนั้น พบว่าเชื้อราสายพันธุ์ 555-8 ที่ถูกฉายรังสีแบบซ้ำเป็นจำนวน 3 ซ้ำ ซ้ำละ 5 นาที ให้การผลิตกรดอิทาโคนิคในระดับขวดเขย่าที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ดั้งเดิมที่ 16.3 เปอร์เซ็นต์ สำหรับเชื้อราที่ถูกชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ด้วยสารเคมี diethyl sulfate ที่ความเข้มข้น 200 มิลลิโมลาร์ เป็นเวลา 75 นาที เป็นผลให้การผลิตกรดอิทาโคนิคเพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ดั้งเดิมที่ 14 – 15 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังพบปัจจัยอื่นที่ส่งผลต่อการผลิตกรดอิทาโคนิคของเชื้อรา A. terreus นั่นคือลักษณะทางสัณฐานวิทยา โดยการเตรียมหัวเชื้อให้อยู่ในรูปของสารละลายสปอร์นั้นส่งผลให้การผลิตกรดอิทาโคนิคสูงกว่าการเตรียมหัวเชื้อโดยการใช้สารละลายเส้นใย (mycelia)