יחסי הדדיות\טריפה בין חיידקי Paenibacillus vortex לאצות חד-תאיות Chlorella vulgaris

ההתעניינות באצות חד-תאיות בעולם המדע והתעשייה הולכת וגדלה בעשורים האחרונים. ניתן להשתמש באצות למגוון שימושים כמו: הפקת אנרגיה מתחדשת, הפחתת גזי חממה, טיהור שפכים, תרופות ועוד. לגידולי אצות יתרונות רבים: הם לא מתחרים על שטחים חקלאיים ועל צריכת מים מתוקים, ניתן לקבל מהם תוצרים במהירות ולהשתמש בהן למספר צרכים במקביל. גם בחיידקים ניתן להשתמש לצורכי חקלאות, תעשייה ורפואה. קונסורציום (גידול משותף של יצורים) שבו כל יצור יכול לתרום תכונות שונות, הופך את התרבית ליותר יציבה ויעילה מאשר תרביות טהורות של חיידקים או אצות. קונצורציומים בין חיידקים לאצות ניתן למצוא לעיתים קרובות בטבע. האצות עושות פוטוסינתזה וחלק מתוצרי התהליך מופרשים ונצרכים על ידי חיידקים הטרוטרופים. החיידקים בתמורה מספקים ויטמינים, מייצרים CO₂, מפחיתים את לחץ החמצן, ממחזרים תרכובות חנקן, מגדילים את המסיסות של נוטריאנטים ומינראלים והופכים אותם ליותר זמינים ביולוגית עבור האצות . זני ה- Paenibacillus נפוצים בסביבות מימיות ויבשתיות, והם מייצרים מגוון רחב של אנזימים חוץ תאיים שעושים הידרוליזה לרב-סוכרים. במחקר זה התמקדנו בחיידק Paenibacillus vortex  בעל היכולת לפרק רב -סוכרים שנמצאים בדופן האצה Chlorella vulgaris. נמצא שחיידקי P. vortex יכולים לפרק קסילאן ביעילות רבה, אך פירוק הצלולוז התאפשר רק כאשר חיידקי P. vortex שיתפו פעולה עם חיידקי E. coli (בעלי היכולת לפירוק צלולוז). לאחר מכן בחנו את יחסי הגומלין בין חיידקי P. vortex ואצה חד תאית C. vulgaris. יחסים אלה תוארו בעבודה זו לראשונה. מחקר זה גילה שהחיידקים יכולים לחוש בהמצאות האצות החד-תאיות על מצע מוצק. החיידקים יכולים לשאת את האצות ולהשתמש בהן כמקור פחמן בהתאם לתנאי הסביבה. יתרה מכך, האצה משפיעה על החיידקים לנוע לעבר האור (מיקום מועדף לאצות לביצוע הפוטוסינטזה). בתנאי אור שני היצורים נהנים מיחסי הדדיות - ושניהם נהנים מהגדלת האוכלוסיות שלהם. לעומת זאת, בתנאי חושך היחסים ביניהם הופכים ליחסי טריפה - החיידקים טורפים את האצות. הראנו גם כי בנוכחות האצות, החיידקים מפרישים אנזימים למדיום שמפרקים רב סוכרים. היכולת של החיידקים לפרק את האצות ולהשתמש בתוצרי הפוטוסינתזה של האצות כמקור מזון, עוזרת להבין את היחסים בין שני המיקרואורגניזמים. סוג כזה של מידע חשוב לשיפור ההבנה של האקולוגיה המיקרוביאלית, בעלת תפקיד מהותי במחזור חומרים בטבע. יתר על כן מחקר מסוג זה של יחסים יכול לסייע ביצירת תהליכים ברי קיימא לצורך ייצור חומרים החשובים לצרכיו של האדם.