Наращивание биомассы, очистка сточных вод и борьба с раком: биологи из Коми ищут новые применения северным микроводорослям
В распоряжении ученых имеется постоянно пополняемая коллекция, которая объединяет около 600 штаммов. Она наглядно показывает разнообразие альгофлоры на европейском севере страны. При этом многим видам специалисты Института биологии находят практическое применение.
Микроводоросли — фототрофные организмы, производящие за счет солнечной энергии полезные вещества, объяснила завлабораторией геоботаники и сравнительной флористики Института биологии Коми НЦ Елена Патова. Они первичные продуценты, которые находятся в начале пищевой цепи и отвечают за формирование органического вещества на планете. Кроме того, микроводоросль еще и хороший индикатор качества среды, ведь она состоит из одной клетки, поэтому быстро реагирует на изменения.
Коллекция микроводорослей в лаборатории начала формироваться еще в 2010 году. Сейчас она насчитывает около 600 штаммов, причем некоторые из них были описаны республиканскими ученые впервые. Основная, фундаментальная цель сбора коллекции — сохранить и изучить разнообразие водорослей из арктических и северных регионов европейской части России.
Но специалисты лаборатории стараются еще и найти практическое применение микроорганизмам. Например, несколько лет назад из почв горного Урала выделили микроводоросль эустигматос, которая синтезирует эйкозапентаеновую кислоту. Она влияет на наращивание мышечной массы, так что ее нередко используют в лекарственных препаратах для лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, биодобавках для спортсменов, кормах для животных. Выделенный микроорганизм накапливал кислоту в огромных количествах. Полупромышленный эксперимент по выращиванию рыбы, проводимый на границе 2024-го и 2025-го, показал, что микроводоросль продуктивнее по сравнению с другими протестированными штаммами почти в полтора раза.
Также альгологи вместе с биотехнологами разрабатывали препараты для очистки сточных вод, которые в основном загрязнены органическими отходами жизнедеятельности человека. По итогу в лабораторных условиях хорошо себя показали два штамма: хлорелла и акутодесмус. Оба выживали в токсичной среде и усваивали из загрязнений биогенные вещества, например, фосфор и азот. При этом организмы накапливали биомассу, которую потом можно использовать как биотопливо.
Обращают внимание ученые и на токсичные сине-зеленые водоросли, которые вызывают «цветение» воды. Развиваясь в массе в водоемах, они становятся источником опасных для здоровья людей нейротоксинов. Специалисты Института биологии следят за развитием организмов, видами синтезируемых опасных веществ и их концентрациями. Как отметила Елена Патова, в небольших дозах токсины можно даже использовать для подавления развития раковых клеток. Поэтому ученые и пытаются сейчас ввести их в культуру.
По словам ученого, их возможности ограничиваются поиском видов, перспективных для внедрения в производство. Дальнейшая разработка, испытания в промышленных условиях уже им недоступны, так что хорошо показавшие себя штаммы специалисты отправляют в научные центры в других регионах, а также продают коммерческим предприятиям.
— В республике, к сожалению, почти нет предприятий, использующих современные биотехнологические подходы для производства продукции, переработки и очистки отходов, промышленных и коммунальных стоков, а ведь за ними будущее, — резюмировала Елена Патова.