Κυανοβακτήρια
Νευροτοξίνη BMAA
Το β-Ν-μεθυλαμινο-L-αλανίνη (BMAA), ως ένας δευτερογενής μεταβολίτης, είναι ένα μη πρωτεϊνικό αμινοξύ που βρέθηκε ότι παράγεται από συμβιωτικά κυανοβακτήρια στις ρίζες του γένους Nostoc. Αρχικά ανακαλύφθηκε σε ένα είδος φοινικόθαμνου και είναι υπεύθυνο για αρκέτες παθήσεις. Απομονώθηκε για πρώτη φορά από τα σπέρματα του φυτού Cycas micronesica το 1967 και εντοπίστηκε παγκοσμίως σε διάφορα υδάτινα οικοσυστήματα αλλά και σε ερημικά περιβάλλοντα .Η β-Ν-μεθυλάμινο-L-αλανίνη (BMAA) είναι ένας δευτερογενής μεταβολίτης  και ειδικότερα ένα νευροτοξικό μη πρωτεϊνικό αμινοξύ  που παράγεται από κυανοβακτήρια, δινομαστιγωτά και διάτομα. Η απορρόφηση του BMAA από τα κυανοβακτήρια ακολουθείται από σημάδια χλώρωσης, ενώ η βιοσύνθεση φαίνεται να συνδέεται με συνθήκες έλλειψης αζώτου και η αύξηση του τελευταίου στο περιβάλλον οδηγεί σε μείωση της τοξίνης. Από τον συνδυασμό αυτών των δύο καταστάσεων, προέκυψε ότι η εξωγενής προσθήκη ΒΜΑΑ στο περιβάλλον, επηρεάζει τον κύκλο του αζώτου αναστέλλοντας τη δράση του ενζύμου συνθετάση της γλουταμίνης (GS), που αποτελεί ένζυμο «κλειδί» στο μηχανισμό αφομοίωσης αζώτου, καθώς είναι υπεύθυνο για την ενσωμάτωση αζώτου σε γλουταμινικό οξύ ώστε να επέλθει ο σχηματισμός της γλουταμίνης. Προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση του BMAA στον κύκλο του αζώτου και συγκεκριμένα στη δράση της GS, χρησιμοποιήθηκαν στελέχη Synechococcus, τα οποία δεν βιοσυνθέτουν την τοξίνη. Τα στελέχη αυτά αναπτύχθηκαν σε κυτταροκαλλιέργειες που βρίσκονταν  σε συνθήκες έλλειψης αζώτου ή και έκθεσης σε ΒΜΑΑ, και σε συνθήκες πλήρους τροφοδότησης με άζωτο. Προβλέφθηκαν και εξετάστηκαν όλες οι πιθανές παράμετροι διασφάλισης ορθών αποτελεσμάτων (πχ. προσδιορισμός αρχικής ποσότητας BMAA την στιγμή t0 στο μέσο ανάπτυξης των κυττάρων και προσδιορισμός της ποσότητας ΒΜΑΑ στο τέλος της καλλιέργειας, ώστε να επιβεβαιωθεί η αφομοίωση της ουσίας από τα στελέχη Synechococcus). Ακόμη πέρα από τις δύο μακροχρόνιες εκθέσεις (24,48 και 96 ωρών) των καλλιεργειών, πραγματοποιήθηκαν και τρεις βραχυπρόθεσμες εκθέσεις (180 λεπτών)  σε BMAA ώστε να γίνει η αξιολόγηση της δραστικότητας της GS. Η δραστικότητα της GS προσδιορίστηκε in situ και ποσοτικοποιήθηκαν τα ενδοκυτταρικά επίπεδα των αμινοξέων γλουταμίνης και γλουταμικού. Ακόμη, έγινε φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός φωτοσυνθετικών χρωστικών ουσιών και προσδιορισμός πρωτεϊνών. Από την έρευνα αυτή προέκυψε ότι το BMAA επηρεάζει την οδό αφομοίωσης αζώτου στο Synechococcus. Αυτή η απόκριση φαίνεται να εξαρτάται από το εάν υπάρχει διαθεσιμότητα αζώτου ή έλλειψη στο μέσο καλλιέργειας. Μετά από μακροχρόνια έκθεση, το BMAA δεν είχε καμία αρνητική ή θετική επίδραση στη φυσιολογία των κυττάρων, υποδηλώνοντας ότι η διαταραχή του κύκλου GS/GOGAT ήταν παροδική και ότι το BMAA μεταβολίζεται και / ή συσσωρεύεται. . Επιπρόσθετα έχει βρεθεί ότι το ΒΜΑΑ μπορεί να ενσωματωθεί λανθασμένα αντί της σερίνης στις ανθρώπινες πρωτεΐνες και έτσι αυξάνεται η πιθανότητα εμφάνισης νευροεκφυλιστηκών ασθενειών. Το BMAA προτάθηκε ακόμα να είναι υπεύθυνο για την αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση και τον παρκινσονισμό. Το β-Ν-μεθυλαμινο-L-αλανίνη έχει ονομασθεί κι ως αργή τοξίνη εξαιτίας της μεγάλης περιόδου της λανθάνουσας κατάστασης της ασθένειας με την οποία σχετίζεται, της αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης (ALS). Επίσης, ανακαλύφθηκε πρόσφατα σε 9 ασθενείς στον Καναδά που έπασχαν από την ασθένεια του Αλτσχάιμερ. Βρέθηκε ακόμα ότι η λανθασμένη αυτή τοποθέτηση είναι υπεύθυνη για την άνοια και την προϊούσα υπερπυρηνική παράλυση.