Достижения оренбургских микробиологов признаны на мировом уровне

Невидимые невооруженным глазом микроорганизмы могут оказывать огромное влияние на жизнь человека. Причем, независимо от того, живут они в нашем кишечнике или в соленом водоеме. Исследованиями бактерий, архей и микроводорослей оренбургский Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН занимается уже 28 лет. О достижениях прошедшего года ЮУ рассказал его директор Андрей Олегович Плотников.

 Открывая восток

— Нашим сотрудникам удалось сделать удивительные находки на территории биологического заказника областного значения «Светлинский».  Водоемы востока нашей области в плане микробиологии совершенно не изучены, а потому особенно интересны для исследователей, — отмечает Андрей Олегович. —   И в своем роде уникальны, ведь заказник расположен в пределах Шалкар-Жетыкольского озерного района. Это узловая точка на пути трансконтинентальных миграционных маршрутов водоплавающих и околоводных птиц, которые могут переносить на своих лапах и оперении микроорганизмы из других регионов.  Особенно много птиц было в 2024-м году, после паводка, когда обычно пересыхающие уже в июне озера превратились в одно огромное водное пространство.

Ведущие научные сотрудники к.б.н. Марина Евгеньевна Игнатенко и д.б.н Татьяна Николаевна Яценко-Степанова открыли и описали три новых для науки вида золотистых водорослей из рода Mallomonas (Малломонас), а также крайне редкие формы водорослей, ранее не обнаруженные на территории России. Идентифицировать находки удалось благодаря электронному микроскопу, приобретенному правительством Оренбуржья для Центра выявления и поддержки одаренных детей «Гагарин».

Все решают связи

— Удается ли в нынешней непростой обстановке поддерживать сотрудничество с учеными других стран, которые ведут похожие исследования?

— В этом году благодаря гранту Российского научного фонда наши сотрудники посетили наиболее крупные отечественные и международные форумы, посвященные биоразнообразию водных объектов. В связи с потеплением климата к их состоянию сейчас особое внимание. Дело в том, что в ходе процесса опустынивания, который мы наблюдаем повсеместно, концентрация солей в пресных водоемах постепенно увеличивается, и они со временем могут стать такими же, как озера в Соль-Илецке.

Прошлой осенью наш ведущий научный сотрудник Елена Селиванова приняла участие в 43-м Конгрессе Средиземноморской научной комиссии в Палермо.  В своем докладе Елена Александровна представила результаты исследования генетического разнообразия новых штаммов галофильных микроводорослей, перспективных для производства биологически активных веществ и пищевых добавок, в частности, Dunaliella salina (Дуналиелла салина) — источника бета-каротина и жирных кислот. Они были выделены из экстремально соленых водоемов России и побережья Средиземного и Черного морей. Исследование проводилось при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда в сотрудничестве с итальянскими учеными.

Вместе с аспирантом нашего Института Юлией Миндолиной я участвовал в международной конференции исследователей соленых озер в Анталье, где собрались ученые из Китая, Латинской Америки, США, стран Европы, и конечно России. В моем докладе речь шла о взаимоотношениях между водорослями и бактериями в соленых водоемах и ассоциациях галофильных микроорганизмов, которые они формируют.  Нам удалось  воспроизвести  эти связи в лабораторных условиях и повысить выход биомассы. Например, водоросль дуналиелла используется в высушенном виде как биодобавка и источник каротина и полиненасыщенных жирных кислот.  В перспективе на ее основе можно создать комбинированный препарат для восстановления и заживления тканей.

Слишком тепло для жизни

—  В этом году вы посетили международный конгресс в Турции, на котором обсуждалось влияние глобального изменения климата на соленые водоемы во всем мире . Как относится к этой теме научное сообщество?

— По наблюдениям ученых, климат действительно меняется, но вклад человечества в этот процесс мало изучен, так как наблюдения за погодой ведутся не более 200 лет. Доказано наше влияние на концентрацию газа в атмосфере и озоновый слой.  Но взаимосвязь этих изменений с климатом — вопрос крайне серьезный и очень сложный. В истории Земли были периоды похолодания и потепления, которые никак не могут объясняться деятельностью человека. Поэтому ученые пока осторожно высказываются о причинах изменения климата, но повышение глобальной температуры на планете – неоспоримый факт.

Сейчас на всех континентах пустыни постепенно занимают место степей, поднимается температура мирового океана – все это объективные данные, свидетельствующие об изменении климата. Изучая, как ведут себя микроорганизмы в условиях потепления, мы можем понять, какие трансформации ждут эти водоемы в дальнейшем. Пример – Черное море, четко разделенное на два слоя: анаэробный, где отсутствует кислород, есть сероводород, и рыбы с моллюсками не живут. И аэробный , где развивается планктон, есть рыбы и другие организмы. Высока вероятность того, что в процессе потепления в течение нескольких веков анаэробная зона будет увеличиваться благодаря усиленному размножению соответствующих микроорганизмов и повышению продукции сероводорода,  и когда-нибудь Черное море станет непригодным для жизни.

— Признаки глобального потепления в водоемах нашей области заметны?

— На территории Оренбуржья сезонная динамика температур значительно превышает межгодовые колебания, поэтому отследить влияние климатических изменений на степные водоемы очень сложно.  Кроме того, ключевую роль для развития микробных сообществ пресных водоемов играет весенний разлив реки Урал.  Здесь надо брать более стабильные водоемы, такие, как,  например, соль-илецкие озера, но в настоящее время у нас к ним доступа нет.  К сожалению, руководство курорта в последние годы не реагирует на наши попытки наладить сотрудничество, поэтому мы даже не можем взять пробы воды.

Остановить старение

— Расскажите об участии вашего института в проекте по омоложению человека,  точнее — коррекции биологического возраста.

— В пилотном проекте, инициированном министром здравоохранения области, вице-губернатором Татьяной Савиновой, приняли участие федеральные и региональные научные центры, в том числе и наш Институт.  Член-корреспондент РАН Сергей Черкасов руководил исследованиями сотрудников Института симбиоза в ходе этого эксперимента, за что был удостоен премии «Медицинский олимп Оренбуржья».

Изначально были отобраны  сто добровольцев, которые прошли тщательное медицинское обследование, включая биохимические показатели, на основе которых был рассчитан их биологический возраст. Наша задача состояла в оценке микробиоты кишечника.  А затем в течение полугода под руководством медиков и ученых участники проекта пытались «помолодеть» путем изменения рациона питания и режима дня, физических упражнений, приема антиоксидантов и пробиотиков. Эксперимент подтвердил, что смена привычек и здоровый образ жизни может существенно замедлять процесс старения организма и реально снижать биологический возраст.

Отмечу, что Институт симбиоза впервые участвовал в мегапроекте с привлечением такого числа научных коллективов со всей страны. Мы убедились, что научные данные могут быть применены для улучшения жизни обычных людей.  Материал собран обширный, его еще предстоит проанализировать. Но уже сейчас можно сказать, что у многих добровольцев, которые применяли пробиотический препарат, увеличилось количество видов бифидобактерий в кишечнике. А это положительно влияет на состояние организма, ведь от здоровья кишечника зависит здоровье человека в целом.

И повысить рождаемость

—  Какие еще проблемы, связанные со здоровьем человека, сейчас решают ученые   Института симбиоза?  

— Анализу микробиоты и цитокинов спермы у мужчин с бесплодием посвящена статья в Азиатском журнале андрологии, признанная его редакцией лучшей за 2024 год. Исследование  проводится под руководством доктора медицинских наук, известного уролога, многие годы посвятившего лечебной работе в Оренбургской областной больнице имени В.И. Войнова  Михаила Кузьмина и доктора медицинских наук, профессора РАН Натальи Перуновой.

Нашим ученым удалось доказать, что при бесплодии меняются биологические  свойства микроорганизмов, которые можно использовать как диагностический маркер развития таких заболеваний. Статья получила международное признание именно потому, что в ней предложено оригинальное диагностическое решение, которое не имеет аналогов в мире. Данный тест важен для прогнозирования эффекта лечения бесплодия у мужчин, ведь сегодня это одна из существенных причин снижения рождаемости.

Валентина СОКОЛОВА