شبیه سازی دینامیکی فرآیند های رشد و تجمع لیپید در ریزجلبک و بررسی تاثیر پارامتر های محیطی بر آن ها

در این تحقیق فرآیند های رشد توده زیستی ریزجلبک، تجمع لیپید سلولی و پارامتر های موثر بر هر یک از آن ها، به صورت دینامیکی شبیه سازی شد. ریزجلبک یک میکروارگانیسم تک سلولی است که برای شروع فعالیت فتوسنتزی خود به انرژی نورانی، دی اکسید کربن، مواد مغذی و کنترل پارامتر های محیطی نیاز دارد. شواهد آزمایشگاهی حاکی از آن است که میزان لیپید تجمع یافته در اکثر گونه های ریزجلبک سبز در شرایط محدودیت دسترسی به نیتروژن افزایش می یابد. در این تحقیق مطالعه گسترده ای بر روی پارامتر های موثر بر نرخ رشد و میزان لیپید تجمع یافته سلولی صورت گرفت. دست یابی به مدل ریاضی که قابلیت پیش بینی میزان لیپید سنتز شده سلولی را در شرایط محدودیت ماده مغذی و تغییرات ناگهانی پارامتر های محیطی داشته باشد، همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مطالعه برای اولین بار نرخ رشد سلولی و میزان لیپید سنتز شده در شرایط فوق الذکر به صورت دینامیکی شبیه سازی شده است. فرض اساسی در مدل توسعه یافته این است که نرخ رشد سلولی از طریق محدودیت دسترسی به نیتروژن محیط کشت کاهش می یابد، در چنین شرایطی دو فرآیند رشد و فعالیت فتوسنتزی سلولی به صورت مجزا از هم صورت می گیرند و به دنبال آن افزایش محتوای لیپید سلولی اتفاق می افتد. وجود خطا های قابل قبول که در پیش بینی مقدار نرخ رشد ویژه و میزان لیپید تجمع یافته سلولی وجود دارد، نشان دهنده ی دقت مناسب مدل ارائه شده در این مطالعه می باشد. برای مثال خطای مشاهده شده میان نتایج شبیه سازی مدل رشد ریز جلبک و داده های تجربی در حدود 4% بود. همچنین در آزمایش مذکور میزان خطای محاسبه شده برای لیپید تجمع یافته سلولی در حدود 16% بود. با توجه به تایید مدل توسط داده های آزمایشی و قابل اعتماد بودن پیش بینی های آن در شرایط متفاوت، امکان کاربرد آن در تحقیقات آتی فراهم شده است.