Биологи ИГУ работают над получением антибиотиков из байкальских эндемиков

Маленькие глубоководные рачки стали героями научного фильма, который скоро увидит весь мир. Исследования ученых НИИ биологии ИГУ заинтересовался международный проект Russia Beyond, который рассказывает о России для многомиллионной аудитории на 13 языках. Целую неделю они снимали, как иркутские биологи отлавливают эндемиков, исследуют их в лаборатории и выявляют антибиотическую активность. Чем так уникальны байкальские рачки, как их микрофлора может пригодиться человечеству и зачем вживлять в «подопытных» микрочастицы?

Выжившие 

Биотехнологические ресурсы Байкала — вот что привлекло внимание представителей Russia Beyond. Разработки ученых Научно-исследовательского института биологии Иркутского государственного университета, которые главным образом занимаются фундаментальными исследованиями, имеют еще и высокий прикладной потенциал для биотехнологий и медицины.

— Я давно искал идею, которая была бы одновременно достаточно глобальной, затрагивала каждого жителя планеты, находилась на передовом крае науки и о ней можно интересно рассказать через видео, — сообщил руководитель съемочной группы, заместитель шеф-редактора Russia Beyond Глеб Федоров. — И все это нашло отражение в теме о биологических и технологических перспективах озера Байкал.

Главным героем документальной ленты стал байкальский рачок. Ученые подчеркивают, что эндемик представляет интерес в первую очередь благодаря среде, в которой он обитает. Во-первых, в Байкале сложился необычный комплекс условий: малая минерализация, высокая концентрация кислорода, низкая температура. Во-вторых, байкальская экосистема отличается стабильностью. Большинство мировых озер, как правило, существуют не более 20 тысяч лет — после этого они заиливаются, а их обитатели мигрируют в другую среду. Байкал же представляет собой рифтовое озеро с многомиллионной историей.

— За это время эндемичные организмы могли развить уникальные механизмы адаптации к факторам среды. Например, если заглянуть зимой в любое другое озеро, вы увидите, что все рачки впадают в спячку. А в Байкале зимой при температуре около 0 градусов, наоборот, буйство жизни: у рачков активная фаза и период размножения, — рассказывает Максим Тимофеев, директор НИИ биологии ИГУ. — Сейчас благодаря поддержке Российского научного фонда и Ассоциации Гельмгольца мы совместно с нашими немецкими партнерами изучаем процесс адаптации рачков к низкой температуре. Это имеет значение и для понимания того, как глобальное изменение климата может отразиться на экосистеме Байкала, и для прикладных биотехнологических разработок.

Вполне возможно, что, разгадав механизм адаптации рачков к низким температурам, ученые смогут использовать эти данные в самых разных отраслях науки: выведении устойчивых к холодам сельскохозяйственных культур или технологии криоконсервации органов и тканей.

Внутренний мир рачка 

Интерес для ученых представляет не только сам рачок, но и его микрофлора. Чем она уникальнее, тем выше шанс обнаружить в ней какое-то новое соединение — вещество, потенциально обладающее антимикробной или противораковой активностью.

— В глубине Байкала обитают рачки-падальщики. Они питаются разными останками организмов, невзирая на то что добыча уже «подпортилась» и начала разлагаться — а значит, высок шанс развития потенциально патогенных бактерий, — говорит Денис Аксенов-Грибанов, старший научный сотрудник НИИ биологии ИГУ. — И раз рачку приходится все это есть, разумно завести у себя в кишечнике микрофлору, которая уничтожала бы опасные бактерии.

Эти процессы и стали основной сюжетной линией в фильме Russia Beyond. Специально для съемочной группы биологи выловили глубоководных рачков, вскрыли их и изучили, какие бактерии живут в кишечнике эндемика. Затем сделали посевы, вырастили в лаборатории микрофлору рачка и просканировали ее антибиотическую активность.

Сейчас фильм находится на стадии монтажа, все недельные съемки уместятся в 15 минут. А тем временем изучение продолжается уже в Германии — в Центре фармакологических исследований в городе Саарбрюккен в настоящее время проводится анализ структуры обнаруженных соединений, синтезируемых симбионтами рачка. Если будет доказана его антибиотическая или противораковая активность без очевидных побочных эффектов, начнутся тесты вещества на безопасность для человека.

На вопрос: «Не выловят ли всех рачков из Байкала ради создания нового лекарства?» — ученые отвечают:

— Конечно, нет. Мы ведь просто заимствуем у рачка его микрофлору: выделяем интересующую нас бактерию, делаем посевы на питательную среду и выращиваем в необходимых количествах.

Импланты для планктона

В лаборатории НИИ биологии ИГУ ведутся и другие эксперименты с рачками, например, разработка имплантируемых микросенсоров. В кровеносный поток «подопытного» экземпляра вводят специальные микрочастицы, по цвету их свечения можно определять разные параметры организма в реальном времени. Раньше для аналогичных экспериментов приходилось убивать десятки и сотни рачков.

— Такие крошечные организмы сложно изучать — чтобы что-то измерить, нужно сначала умертвить рачка. Ведь из маленького организма не отберешь необходимый для анализа объем крови, не возьмешь кусочек ткани, — объясняет научный сотрудник НИИ биологии ИГУ Антон Гурков. — Это очень сильно усложняет эксперименты, особенно длительные, ведь чтобы изучить изменение параметров организма в динамике, нужно отлавливать тысячи рачков, транспортировать их в больших контейнерах в лабораторию, ежедневно кормить и менять воду. Логичнее проводить испытания на одной небольшой группе живых организмов. Для этого мы разрабатываем имплантируемые микросенсоры.

Это работает следующим образом: микрочастицы впрыскивают в кровоток рачка, а затем под микроскопом наблюдают, как они меняют свой оттенок в зависимости от уровня кислорода или кислотности в организме. Благо, тельце рачка прозрачное и рассмотреть светящиеся частицы не составляет труда.

Сейчас ученые разрабатывают другие сенсоры, которые будут показывать, как накапливаются в организме рачка тяжелые металлы, молочная кислота, глюкоза. Возможно, когда-нибудь это пригодится для изучения или даже лечения человеческого организма.

Фото Валентина Карпова

ЦИФРЫ

Более 350 видов и подвидов рачков открыто в Байкале

Подписи:

Съемочная группа работала в Больших Котах на Байкальской биологической станции ИГУ, на корабле, с помощью которого устанавливали глубоководные ловушки, в лабораториях биологов

В лаборатории рачки содержатся в аквариумах с байкальской водой — чистой, холодной, при температуре 6 градусов. Чтобы имитировать привычную среду, в низ аквариума даже кладут камень, под которым рачки привыкли прятаться на дне озера

 

Яна Шутова
 
По теме
Иркутск , 11.10.18 (ИА «Телеинформ»), - В 2018 году Роспатент зарегистрировал исключительные права на научные разработки ряду ученых и преподавателей Байкальского государственного университета.
11.10.2018
2018-11-13 00390332 - Медицинский техникум
13.11.2018
 
Сегодня в выпуске: Студентка ИГУ заняла второе место на Всероссийской олимпиаде по корейскому языку В Приангарье запустили новый образовательный проект-исследование Иркутских пенсионерок приглашают на курсы «Баб
12.11.2018
Губернатор Иркутской области Сергей Левченко подписал указ, согласно которому бюджетники Приангарья, занятые в образовании и здравоохранении, с 2019 года будут получать по 10 тысяч рублей к своим профессиональным праздникам.
12.11.2018
 
Сергей Серебренников: Оздоровительная кампания прошла без сбоев, все сработали профессионально и эффективно - Администрация г.Братск Минувшим летом различными формами отдыха, оздоровления и занятости в Братске были охвачены 22 630 детей, что почти на тысячу больше, чем в 2017 году, и составляет 88% от общего числа детей,
12.11.2018
Reproduk_zdorov - Филиал БГУ в г. Братске Сегодня у студентов-первокурсников Байкальского государственного университета была гостья: Елена Юрьевна Есева, общественный организатор необычной организации в нашем городе «Выбери жизнь!» Она рассказала,
12.11.2018 Филиал БГУ в г. Братске
fiziki - БрГУ В Братском государственном университете состоялась презентация книги «Погибшие братчане — участники Великой Отечественной войны», в создании которой приняли активное участие работники БрГУ.
12.11.2018 БрГУ
Географический диктант в ИГУ - ИГУ Школьники, студенты и преподаватели, работающие иркутяне, военные, чиновники и пенсионеры — все это контингент тех,
12.11.2018 ИГУ
Иркутский школьник Александр Ханаров победил в областном конкурсе «Лучший ученик года» со второй попытки Одиннадцатиклассник иркутской школы № 26 Александр Ханаров успевает так много, что кажется,
09.11.2018 Газета Пятница
За 10 месяцев 2018 года на территории Иркутской области зарегистрировано 2 309 пожаров,в результате которых погибло 155 человек, травмы получили 165 человек.
13.11.2018 ProIlim.ru
Сотрудники отдела по контролю за оборотом наркотиков совместно со следователями следственной части СУ управления МВД России по Ангарскому городскому округу и при силовой поддержке спецназа «Гром» пресекли деятельность группы,
12.11.2018 ГУ МВД Иркутской области
Фестиваль науки провели в ИГУ - Иркутская торговая газета В ИГУ провели фестиваль, который завершил проект «Недели науки ИГУ-2018» и стал одним из мероприятий Всероссийского фестиваля «NAUKA 0+» .
12.11.2018 Иркутская торговая газета
ВЫСТАВКА САЛЬВАДОРА ДАЛИ «ТАЙНОПИСЬ» - Художественный музей им. В.П.Сукачева С 3 ноября по 15 января в Усадьбе им. В.П. Сукачёва работает выставка графических работ Сальвадора Дали «Тайнопись».
12.11.2018 Художественный музей им. В.П.Сукачева
Noch Iskysstv - ЦБС г. Ангарска 6+ 3 ноября в отделе искусств Центральной городской библиотеки Ангарска впервые прошла Всероссийская культурно-образовательная акция «Ночь искусств».
12.11.2018 ЦБС г. Ангарска
Церемония награждения лауреатов регионального этапа Национальной премии «Гражданская инициатива» и вручения призов «Живая капля добрых дел» состоялась 9 ноября 2018 года на сцене академического драматического театра им.
11.11.2018 Газета Областная
Фото: admirk.ru  По информации горадминистрации, в Иркутске с 12 ноября движение транспорта по путепроводу на улице Ширямова, который проходит над трамвайными путями, будет частично ограничено.
12.11.2018 Газета Иркутск
Следственным отделом по городу Ангарск Следственного управления Следственного комитета Российской Федерации по Иркутской области расследуется уголовное дело по признакам преступления, предусмотренного ч. 3 ст.
12.11.2018 Следственный комитет
А автомобилисты города ведут летопись ДТП и пробок и советуют друг другу не гнать по трассе, а пешеходам - не перебегать улицу где придется [фото, видео] Ольга СЛАВИЧЕВА Предупреждения не лишни.
12.11.2018 Комсомольская правда