Общественно-политическая газета «Областная» опубликовала статью о некоторых исследованиях ученых ИГУ в области биологии.

Иркутский государственный университет вошел в очередной предметный рейтинг лучших вузов, составленный экспертами агентства Round University Ranking (RUR).

Согласно данным, в мировом рейтинге Life Sciences (Науки о жизни, включают исследования в области биологии, биохимии, экологии) ИГУ поднялся на 522-е место, в рейтинге вузов России — на 22-е место (в 2019 году — 538-е и 26-е место соответственно). Наиболее сильными научными направлениями ИГУ являются исследования в области биологии.

Время геномных технологий

Современное оборудование приобрели в этом году ученые биолого-почвенного факультета ИГУ на средства субсидии от Министерства науки и высшего образования РФ. Как сообщил декан Аркадий Матвеев, с помощью нового аналитического комплекса от Agilent Technologies можно определять содержание и состав загрязняющих веществ в воздухе, выполнять контроль качества фармацевтических препаратов, получать более точные результаты исследований состояния байкальских эндемиков и многое другое.

А высокопроизводительный секвенатор NextSeq 550 (Illumina) открывает новые возможности в расшифровке структур ДНК и РНК.

— Сегодня мы переживаем пандемию коронавируса. Чтобы разработать лекарство, нужно расшифровать геном бактерии или вируса, вызывающего заболевание, найти участок генома, на который необходимо воздействовать. Да, ученые из Китая первыми поделились со всем миром генетической структурой нового вируса. Но он мутирует, а значит, изменяется его РНК. Чтобы следить за изменениями, необходимо проводить научные исследования, — пояснил Аркадий Матвеев.

Также секвенатор может быть полезен в генной терапии и персонализированной медицине. Как известно, многие болезни у человека носят наследственный характер. По капле крови можно определить, какие нарушения есть в ДНК, и выбрать верную методику лечения.

Для повышения эффективности геномных исследований на средства целевой субсидии Минобрнауки России приобретена новейшая станция автоматического электрофореза для анализа качества ДНК TapeStation 4150 (Agilent).

— Перед тем, как взятую пробу поместить в секвенатор, надо сделать анализ чистоты. Для получения высокоточного результата важно, чтобы не было никаких посторонних молекул ДНК или РНК. С помощью станции автоматического электрофореза можно избежать ошибок при определении структуры исследуемого генома, — уточнил Аркадий Матвеев.

Современное оборудование, по его словам, станет хорошей базой для многих научных проектов. Например, одно из направлений работы связано с оценкой воздействия алмазодобывающей промышленности на окружающую среду.

— Ежегодно мы занимаемся мониторингом экосистемы Байкала и его обитателей, отслеживаем влияние антропогенных факторов. Подобные работы мы ведем на водохранилищах Ангарского каскада ГЭС. Наши ученые совместно с СИФИБР изучают трансгенные растения, которые более устойчивы к погодным условиям, дают высокий урожай, меньше подвержены болезням. На основе древесных отходов мы разработали кормовые белки и биодобавки, которые могут быть использованы в животноводстве, птицеводстве и аквакультуре, — сообщил Аркадий Матвеев.

В числе перспективных направлений факультета — биоэнергетика на основе возобновляемого сырья. Ученые работают над получением микробных топливных элементов на основе сточных вод. Подбираются такие микроорганизмы, которые не только перерабатывают отходы, но и вырабатывают электроэнергию. Еще один проект связан с утилизацией шлам-лигнина БЦБК путем переработки его в различные строительные материалы и топливные элементы.

Трюфель — источник новых лекарств

Обывателю трюфель известен как очень дорогой гриб, из которого делают кулинарные деликатесы в элитных ресторанах. Ученые ИГУ рассматривают его как возможность получить новые молекулы, в перспективе способные стать основой для будущих лекарственных препаратов. Проводить исследования помогает выигранный грант от Российского научного фонда.

— В отличие от хорошо нам известного шампиньона, внутри плодового тела трюфеля живет много микроорганизмов, и потому его не рекомендуется съедать в сыром виде, нужна термальная обработка. Мы намерены изучить, какие новые природные молекулы синтезирует этот гриб и возможно ли на основе данных природных веществ разработать новые лекарства. Это могут быть противомикробные вещества — антибиотики, соединения, стимулирующие рост нервной ткани, а возможно, они окажут влияние на лечение онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, — поделился планами Денис Аксенов-Грибанов, руководитель лаборатории фармацевтической биотехнологии ИГУ.

В университете он развивает такое направление как биофармацевтика. В результате сотрудничества биотехнологов и фармацевтов возникают технологии получения сложных макромолекул. Для исследования приобретены черный и белый русский трюфель, также для научных экспериментов закупили грибы в Италии. Сейчас иркутские ученые занимаются классической микробиологией — созданием банка чистых культур и выращиванием мицелия данных грибов для того, чтобы создать высокоэффективные прототипы лекарств.

— Собрана научная информация про европейский трюфель, а русский малоизучен. Мы не обнаружили ни одной публикации по теме биохимии русского трюфеля и намерены восполнить этот пробел. Кроме того, в мире давно научились выращивать грибы в закрытых грунтах — например, шампиньоны. А вот трюфель — нет. Чтобы его вырастить, нужно разбить плантацию деревьев и подсадить грибы к их корням. При этом только через три-пять лет при благоприятных условиях можно получить первый небольшой урожай. Перед нами стоит задача — за два года разработать технологию лабораторного культивирования мицелия этих грибов и получить первые малые плодовые тела. То есть ускорить процесс в два раза. Это будет иметь научную ценность для развития трюфелеводства не только в нашей стране, но и в мире. Известно, что запасы этих ценных грибов истощаются, — отметил Денис Аксенов-Грибанов.

Еще одна задача, которую предстоит решить ученым, — оценить, способны ли клетки трюфелей синтезировать стимуляторы роста для растений, какие это соединения, возможно и целесообразно ли на основе трюфеля создать биоудобрение.

Второй проект лаборатории фармацевтической биотехнологии ИГУ посвящен биологическим деструкторам в экосистеме озера Байкал. Грант получен от Российского фонда фундаментальных исследований.

— В течение двух лет мы занимаемся оценкой разнообразия микробных сообществ, участвующих в процессах деградации подводных частей гидротехнических сооружений озера Байкал. Вместе с тем изучаем биотехнологический потенциал целлюлозоразрушающих микроорганизмов при их культивировании на опилках и лигноцеллюлозе, — сообщил Денис Аксенов-Грибанов. — Бактерии, живущие в Байкале, способны потреблять бедные питательные субстраты, например, опилки или лигнин. Уже показано, что бактерии при росте на опилках синтезируют сложные по структуре противодиабетические молекулы. А значит, тут большое и неизученное поле для исследования особенностей биосинтеза у таких микроорганизмов и разработки суперпродуцентов, способных не только разлагать растительные полимеры, но и синтезировать полезные для человека молекулы.