БАРЕНЦЕВО МОРЕ, 11 июля. /ТАСС/. Участники экспедиции Арктического плавучего университета — 2024 (АПУ-2024) начали исследования микроорганизмов арктических архипелагов для поиска ферментов, способных разрушать целлюлозу и другие растительные полисахариды при низких температурах, передает корреспондент ТАСС с борта научно-исследовательского судна "Профессор Молчанов".
В ходе высадок на островах Нортбрук и Мейбел Земли Франца-Иосифа, а также на острове Богатый Новой Земли студентка четвертого курса Северного Арктического федерального университета (САФУ) по направлению "Промышленная биотехнология" Ксения Майорова отобрала пробы фекалий птиц, которые питаются растениями, а также белых медведей. В них уже обнаружена активность ферментов, интересующих исследователей.
"Я занимаюсь поиском микроорганизмов, которые вырабатывают целлюлозо- и ксиланолитические ферменты, то есть растительные полисахариды. Мы ищем их в орнитогенных и зоогенных образцах, то есть они могут быть в образцах фекалий растительноядных птиц и некоторых животных, которые питаются растениями. Как ни странно, это в том числе белые медведи, хотя преимущественно у них другой рацион, но, так как сейчас у них период голодания, мы находили образцы с растениями, поэтому активность есть", — пояснила ТАСС Майорова.
При помощи экспресс-метода уже на борту "Профессора Молчанова" она определяет наличие активности в образце фермента или микроорганизмов, которые его вырабатывают. Фермент отцепляет от полисахарида низкомолекулярные соединения, то есть небольшие фрагменты, они переходят в раствор и окрашивают его. Если появляется окраска, значит, активность есть, если активности нет, то тяжелые молекулы полисахаридов оседают на дно.
С пробами исследователь проводит так называемое предкультивирование. Она помещает образец в питательный бульон, где содержатся вещества, которые нужны микроорганизмам для поддержания жизнедеятельности, чтобы они не превратились в споры. Кроме того, это помогает поднять активность ферментов.
"Я обнаружила активность в образцах фекалий гусеобразных, которые мы нашли на всех трех высадках. Очень много образцов мы нашли на первой высадке на острове Мейбел, там активным оказался медведь. На третьей высадке образцов было не так много, там были образцы фекалий уток, я сейчас их проверяю. Остаточной активности ферментов нет, но, надеюсь, микроорганизмы что-то выработают", — отметила собеседница агентства.
Ферменты для низких температур
Образцы, которые показали активность, также на борту судна высеваются в специальную среду, где уже начинают расти колонии бактерий. По виду колоний предварительно можно понять, что это за микроорганизмы, но точное определение будут проводить при помощи метагеномного исследования уже в лаборатории на берегу. "Поэтому сейчас цель — рассеять, сохранить культуру, ее законсервировать, заморозить, привезти на берег и уже продолжать исследования именно со штаммами, которые проявляют активность", — уточнила Майорова.
По ее словам, это фундаментальное исследование. На берегу она занимается в основном целлюлозолитическими ферментами грибов, они приспосабливаются к любой среде обитания и выделяют широкий спектр ферментов. При этом Арктика — территория с суровыми условиями, и здесь можно найти микроорганизмы, которые будут вырабатывать ферменты для холодных условий. "Это может пригодиться в промышленности, психрофильные микроорганизмы часто используют в целях экономии энергии — что можно меньше греть, и ферменты будут работать. В отличие от химии, когда нужны высокие температуры и расход реагентов", — добавила она.
Например, ферменты можно использовать для повышения питательной ценности кормовых добавок. Они будут заранее разрушать клеточные стенки. "То есть мы кормим животное тем же количеством травы, но по факту оно получает больше питательных веществ, чем до обработки. И мы берем микроорганизмы именно из среды их обитания, приспособленные к этим условиям", — резюмировала Майорова.
Плавучий университет
АПУ-2024 вышел из Архангельска 25 июня для проведения исследований в Белом и Баренцевом морях, на островах Колгуев, Новая Земля и Земля Франца-Иосифа.
Официальные спонсоры и партнеры проекта — правительство Архангельской области, Министерство науки и высшего образования РФ, Русское географическое общество, банк ВТБ, ГМК "Норильский никель", Росгидромет (ФГБУ "Северное УГМС"), национальный парк "Русская Арктика", координационный центр "Плавучий университет" на базе МФТИ, круглогодичный молодежный образовательный центр "Наука".
Экспедиции Плавучего университета проводятся в рамках национального проекта "Наука и университеты", реализуемого Минобрнауки России, и входят в инициативу "Наука побеждать" Десятилетия науки и технологий.
