Исследование актинобактерий, синтезирующих антибиотики

Исследование актинобактерий, синтезирующих антибиотики

Февраль — декабрь 2018

Экосистема Байкала известна высокой степенью биоразнообразия и эндемизма. Особую уникальность ей придают исключительные условия среды: постоянные низкие температуры, низкая минерализация и высокий уровень насыщения воды кислородом. Эти и другие факторы позволяет с большой долей вероятности предположить присутствие в озере биологически активных соединений, исследование которых даст ученым возможность создавать новые лекарственные препараты, способные бороться с различными вирусами.

Проект Фонда «Оценка характера симбиотических взаимоотношений актинобактерий – продуцентов современных антибиотиков – с эндемичными амфиподами озера Байкал» направлен на реализацию приоритетного направления научных исследований — поиск, синтез и производство высокоэффективных биологически активных веществ, в том числе антибиотиков.

Исследования проводились при финансовой поддержке Фонда «Озеро Байкал» в рамках грантового конкурса для молодых ученых «Байкальская инициатива». Руководителем проекта выступил Денис Аксенов-Грибанов, к.б.н, руководитель группы биотехнического инжиниринга экстремофилов НИИ Биологии ИГУ.

Дальнейшие работы будут направлены на выделение антиоксидантов и определение их структуры и свойств.

Цель:

  • скрининг природных соединений и оценка биологической роли биологически активных веществ, продуцируемых актинобактериями – симбионтами байкальских эндемичных амфипод.

Задачи:

  • оказать грантовую поддержку НИИ Биологии ИГУ на реализацию соответствующего проекта;
  • в рамках грантовой поддержки провести следующие работы в 2018 году:
  1. Провести комплексное исследование актинобактерий, симбионтных эндемичным амфиподам озера Байкал и провести пробоотборы амфипод.
  2. Протестировать не менее 10 стандартных высоко питательных сред, рекомендованных к эффективному биосинтезу и выделению актинобактериями вторичных метаболитов.
  3. Вывести новые штаммы актинобактерий и сделать вывод о схожести штаммов, выделенных с разных глубин и из разных беспозвоночных.
  4. Провести скрининг новых биологически активных соединений и определить перечень потенциальных молекул со свойствами антибиотиков.
  5. Сформировать перечень потенциальных к изучению новых биологически активных соединений и выявить новые антибиотики.

Что было сделано:

  • Размер выделенного Фондом гранта в 2018 году составил 400 тысяч рублей.
  • Средства гранта израсходованы на выполнение заявленных задач, зарплаты сотрудникам проекта, оплату услуг сторонних организаций.

Результаты работы:

  1. Были выделены новые штаммы актинобактерий из рачков, обитающих как в зоне уреза воды, так и на глубинах, превышающих 500 метров.
  2. Оценено разнообразие генов-поликетидсинтаз и не нерибосомальных пептидсинтетаз, синтезирующих антибиотики.
  3. Сделана предварительная оценка природных соединений, циркулирующих в гемолимфе, т.е. крови рачков.
  4. Было установлено, что применять классический подход масс-спектрометрии и идентификации природных соединений с использованием баз данных нецелесообразно, поскольку лишь единичные природные соединения, синтезируемые ракообразными, зарегистрированы в базах данных.
  5. Проведен эксперимент по экспозиции байкальских эндемичных амфипод – обитателей литорали – в условиях повышенного содержания кислорода.

Например, работая с рачками видов Ommatogammarus flavus и Ommatogammarus albinus, пойманными на глубинах до 200 метров, ученые выделили множество актинобактерий, синтезирующих антибиотики. В то же время, исследователи не обнаружили ни одной актинобактерии в рачках данного вида, обитающих на глубине 300 метров, хотя известно, что данная группа микроорганизмов является одной из массовых в воде и грунтах на этой глубине.

В других же амфиподах, обитающих на глубине 300 метров, данные бактерии обнаружены были. О чем это свидетельствует – пока можно лишь догадываться. Однако этот факт сам по себе интересен и сейчас перед учеными стоит задача выловить с глубины 300 метров 500-700 грамм амфипод и выделить из них природные соединения. Затем с применением современных методов хроматографии и масс-спектрометрии оценить, какие соединения ученые выделили, и кто является источником этих соединений – бактерии или сами рачки.

Публикации:

Определили победителей конкурса «Байкальская инициатива», 16.10.2017, Твой Иркутск

«Байкальская инициатива» продолжит «Год экологии», 25.10.2017, Электронная библиотека «Наука и Техника»

Выбрали победителей конкурса «Байкальская инициатива», 26.10.2017, Байкал Daily

Объявлены победители конкурса «Байкальская инициатива», 26.10.2017, ИА Иркутск Сегодня

Проекты изучения бактерий, водных птиц и мониторинга природы на Байкале получат гранты, 30.10.2017, ТАСС Наука

Проект НИИ биологии ИГУ получит поддержку фонда «Озеро Байкал», 03.11.2017, Иркутский Государственный Университет

Фонд «Озеро Байкал» поддержит проект НИИ биологии ИГУ, 03.11.2017, Иркутская Торговая Газета

Мотивировать сохранять Байкал, 22.03.2018, РБК

Конкурс от фонда «Озеро Байкал», 23.03.2018, Глагол. Иркутское обозрение

Фонд «Озеро Байкал» объявил грантовый конкурс инициатив по развитию природной территории, 23.03.2018, Твой Иркутск

Новые антибиотики ищут на Байкале, 31.07.2018, Наука и жизнь

Ученые из Иркутска нашли в Байкале ранее неизвестные антибиотики, 21.08.2018, Ариг Ус



Сохранение водных ресурсов