Сэмми Буссиба

Сэмми Буссиба ( ивр . סמי בוסיבה) — почётный профессор Французского института сельского хозяйства и биотехнологии засушливых земель при Институте исследований пустынь имени Якоба Блауштейна при Университете имени Бен-Гуриона в Негеве , Израиль.

Сэмми Буссиба родился в Фесе, Марокко, в еврейской семье. В 1956 году он эмигрировал в Израиль со своими родителями и двумя братьями. Он начал свой академический путь в 1969 году и получил степени бакалавра и магистра в Еврейском университете в Иерусалиме и в BGU . Он перешел в докторантуру в BGU , сосредоточившись на роли билипротеина пикоцианина С и влиянии факторов окружающей среды на его метаболизм под руководством профессора Амоса Ричмонда. Он получил докторскую степень в 1981 году и продолжил свое постдокторское обучение в Корнеллском университете , получив стипендии от фондов Ротшильда и Фулбрайта . В Корнелле он изучал поглощение и метаболизм аммиака у цианобактерий.

В 1984 году, после завершения постдокторского обучения и возвращения в Израиль, Буссиба присоединился к Лаборатории биотехнологии микроводорослей (MBL) в Институте исследований пустынь имени Якоба Блауштейна BIDR, BGU . Он занимал должность руководителя лаборатории с 1995 года. ^[1] В 2001–2005 годах он также был заместителем директора BIDR, а в 2008–2015 годах он занимал должность директора Французского института сельского хозяйства и биотехнологии засушливых земель в BIDR.

В 2003 году Буссиба был удостоен почетной докторской степени ( honoris causa ) от Университета Западной Венгрии , который был первым европейским университетом, создавшим сельскохозяйственный факультет. ^[2] Ему была вручена кафедра экономической ботаники от BGU. С 2004 года он входит в совет директоров Международного общества прикладной физиологии. ^[3] В 2005 году он был избран президентом общества, а также занимал пост президента с 2008 по 2011 год. На конференции, которая состоялась в Австралии в июне 2014 года, профессор Буссиба получил специальную награду признательности от этого общества за его постоянный и выдающийся вклад в область исследований прикладной физиологии. С 2009 по 2012 год Буссиба был членом совета директоров Межуниверситетского института морской биологии и биотехнологии в Эйлате. В 2009 году он был избран в специальный комитет, назначенный Национальной академией наук США, целью которого было изучение устойчивого развития водорослевого топлива и масел, ^[4] в котором он проработал два года. Выводы комитета были опубликованы в отчете, направленном на формулирование политики правительства США в отношении альтернативных видов топлива. ^[5] С 2009 года Буссиба также является членом Европейской ассоциации биомассы водорослей (EABA), а с 2014 года он занимает пост главы ее научного совета. ^[6]

Производство астаксантина из микроводорослей haematococcus : ^[7] Микроводоросли Haematococcus Pluvialis были тщательно исследованы на предмет их способности накапливать большие количества пигмента астаксантина , который является мощным природным антиоксидантом. ^[8] Синтетическая версия этого пигмента в настоящее время используется для получения розовой лососевой рыбы для продажи. ^[9] Производство этого пигмента в Haematococcus Pluvialis усиливается из-за различных экологических стрессов, которые ограничивают рост клетки в условиях освещения. Процесс производства характеризуется переходом цвета клетки с зеленого на красный, а также различными химическими и биохимическими изменениями внутри клетки, которые широко изучались в последние годы: определение условий, при которых пигмент накапливается, изучение процесса биосинтеза; и изучение возможной роли пигмента в защите клетки от повреждения окислительным стрессом. Одним из результатов этой работы стала разработка двухэтапного процесса производства астаксантина: водорослям позволяют расти в оптимальных для зеленой стадии условиях, затем биомасса подвергается воздействию стрессовых условий, таких как яркое освещение или недостаток питательных веществ.

Одной из основных проблем в крупномасштабном производстве биомассы является восприимчивость к инфекциям, особенно когда среда роста бедна питательными веществами, что позволяет расти различным грибам и чужеродным водорослям. Действительно, одним из основных вредителей, которые могут вызвать крах культуры Haematococcus Pluvialis, является грибок. В лаборатории профессора Буссибы этот грибок был исследован, изолирован и определен как новый вид (Paraphyzoderma Sedebokerensis ^[10] ). Этот грибок является специфическим паразитом для клеток Haematococci. После его выращивания в стерильных условиях был определен его жизненный цикл и изучен способ заражения. Результаты показали, что на зеосферах грибов присутствуют специальные белки (лектины), которые распознают определенные сахарные фрагменты на клеточной стенке водорослей. Процесс заражения начинается с взаимодействия между лектинами и сахарными фрагментами и может закончиться крахом культуры водорослей.

Исследования профессора Буссибы, охватывающие более десяти лет работы, легли в основу создания завода по производству астаксантина из микроводорослей Haematococcus в кибуце Кетура в долине Арава – Algatech, который действует с 2002 года. ^[11]

Клонирование генов бактерий Bti в цианобактерии Anabaena для искоренения тропических болезней: Группа бактерий Bacillus thuringiensis (Bt) является важным агентом, используемым для биологической борьбы с вредителями. Bt — это грамположительная аэробная бактерия, которая на стадии споруляции производит кристалл белка эндотоксина с высокой токсичностью и специфичностью против различных личинок насекомых. Токсины Bt называются инсектицидными кристаллическими белками (ICPs) и активны в кишечнике, поэтому должны быть переварены целевым организмом, чтобы действовать. Подвид Bacillus thuringienesis israelensis (Bti) был выделен профессором Джоэлом Маргалитом и коллегами (1977). Это специфический пестицид личинок комаров и черных мух, которые переносят большое количество тропических, иногда смертельных заболеваний. Этот подвид производит кристалл, состоящий из четырех основных белков, кодируемых четырьмя генами, которые расположены на одной плазмиде внутри бактерии. Однако использование Bti в качестве биологического пестицида ограничено из-за его низкой выживаемости в естественных водоемах. Одним из способов преодоления барьера выживаемости является клонирование генов, кодирующих токсин, в другие организмы, которые более приспособлены к рассматриваемым суровым условиям. Благодаря большому видовому разнообразию и высокой распространенности в естественных водоемах и рисовых полях, цианобактерии имеют высокий потенциал служить носителями генов эндотоксинов для борьбы с вредителями — личинками комаров. Более того, цианобактерии способны плавать в верхнем слое воды и стабильны в различных условиях окружающей среды, а также на протяжении всего цикла роста комаров, которые питаются цианобактериями. Самая смертоносная комбинация генов Bti была клонирована в лаборатории профессора Буссибы в цианобактерии Anabaena PCC 7120. ^{[12] [13]} Эта пионерская работа дала трансгенную цианобактерию, стабильно экспрессирующую четыре различных гена Bti. Трансгенные линии очень стабильны и обладают высокой токсичностью для личинок. Более того, они выживали в полевых условиях в течение более длительного периода времени, чем коммерчески доступный пестицид Bti. Поскольку эти клоны считаются генетически модифицированными организмами (ГМО), широкое использование этой технологии по-прежнему ограничено. Этот проект, который длился несколько лет, включал обучение многих студентов-исследователей, и для него было получено несколько престижных исследовательских грантов. Этот проект является примером плодотворного сотрудничества между двумя группами, которые являются лидерами в своей области — лабораторией профессора Зарицкого и профессора Буссибы, где были выделены трансгенные цианобактерии.

В последние годы исследования профессора Буссибы сосредоточены на генетических методах улучшения микроводорослей с целью получения ценных продуктов, таких как каротиноиды и ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты. ^[14] Одним из результатов этих исследований является разработка системы генной инженерии для вставки генов в геномы двух видов микроводорослей, имеющих высокую экономическую ценность – Haematococcus Pluvialis для увеличения скорости производства астаксантина и Parietochloris Incisa – для метаболической инженерии ПНЖК. Профессор Буссиба руководил исследовательскими проектами в сотрудничестве с исследователями в Израиле и по всему миру, и в последние годы он был партнером в большом количестве проектов под эгидой программы FP7 Европейского Союза. Недавно (2010–2013) он руководил проектом GIAVAP – генетически улучшенные водоросли для ценных продуктов, ^{[15] [16],} в котором приняли участие десять европейских и две промышленные компании из Израиля и из-за рубежа. Этот проект был направлен на генетическую модификацию микроводорослей для производства ценных (5,4 млн евро) продуктов. ^[17] Профессор Буссиба также является партнером израильского консорциума по солнечному топливу, израильских центров передового опыта в области исследований – ICORE, ^[18] за что Университет Бен-Гуриона получил 3 миллиона шекелей на 2012–2016 годы. В конце 2015 года его лаборатория получила дополнительный грант в размере 1,7 миллиона шекелей на три года от Министерства сельского хозяйства Израиля на разработку инновационной системы вакцинации птицы против болезни Ньюкасла с использованием генетически модифицированных микроводорослей.

• Boussiba, S.; Resh, CM; Gibson, J. (1984). «Поглощение и удержание аммиака некоторыми цианобактериями». Arch. Microbiol . 138 (4): 287– 292. doi :10.1007/bf00410892. S2CID  23448652.
• Wu, XQ.; Vennison, J.; Liu, HR.; Ben-Dov, E.; Zaritsky, A.; Boussiba, S. (1997). "Ларвицидная активность трансгенной Anabaena PCC 7120, экспрессирующей комбинации генов Bacillus thuringiensis sp. israelensis, в отношении комаров". Applied and Environmental Microbiology . 63 (12): 4971– 4975. doi :10.1128/AEM.63.12.4971-4974.1997. PMC  168827 . PMID  9406420.
• Буссиба, С.; Ричмонд, А.Е. (1979). «Выделение и характеристика фикоцианинов из сине-зеленой водоросли Spirulina platensis». Arch. Microbiol . 120 (2): 155– 159. doi :10.1007/bf00409102. S2CID  5970316.
• Буссиба, С. (2000). «Каротиногенез у зеленой водоросли Haematococcus pluvialis». Физиология Плантарум . 108 : 111–117 . doi :10.1034/j.1399-3054.2000.108002111.x.
• Хоффман, Y; Афлало, C; Зарка, A; Гутман, J; Джеймс, TY; Буссиба, S (2008). «Выделение и характеристика нового вида хитридиевых (филюм Blastocladiomycota), паразитирующего на зеленой водоросли Haematococcus». Mycological Res . 112 (Pt 1): 70– 81. doi :10.1016/j.mycres.2007.09.002. PMID  18222678.
• Leu, S.; Boussiba, S. (2014). «Достижения в производстве высококачественных продуктов с помощью микроводорослей». Industrial Biotechnology . 10 (3): 169– 183. doi :10.1089/ind.2013.0039.
• Зорин, Б.; Грундман, О.; Хозин-Голдберг, И.; Леу, С.; Шапира, М.; Кей, Ю.; Турасс, Н.; Валлон, О.; Буссиба, С. (2014). «Разработка системы ядерной трансформации для маслянистой зеленой водоросли Lobosphaera (Parietochloris) incisa и генетическая комплементация мутантного штамма, дефицитного по биосинтезу арахидоновой кислоты». PLOS ONE . ​​9 (8): e105223. Bibcode :2014PLoSO...9j5223Z. doi : 10.1371/journal.pone.0105223 . PMC  4136796 . PMID  25133787.
• Шарон-Гойман, Р.; Маймон, Э.; Леу, С.; Зарка, А.; Буссиба, С. (2015). «Передовые методы генной инженерии Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae, Volvocales)». Водорослевые исследования . 10 : 8–15 . doi :10.1016/j.algal.2015.03.022.
• Шемеш, З.; Лей, С.; Хозин-Голдберг, И.; Диди-Коэн, С.; Зарка, А.; Буссиба (2016). «Индуцируемая экспрессия белка масляной глобулы Haematococcus в диатомовых водорослях Phaeodactylum tricornutum: связь с липидными каплями и усиление накопления ТАГ при азотном голодании». Algal Research . 18 : 321– 331. doi :10.1016/j.algal.2016.07.002.

• Сайт Сэмми Буссибы в Университете Бен-Гуриона
• список сайтов Сэмми Буссибы в MBL
• Статьи Сэмми Буссибы в Web of Science