Лечить байкальскую губку серебром предлагают ученые Лимнологического института СО РАН

вторник, 13 декабря, 2016 - 14:17

Лечить байкальскую губку серебром предложили ученные Лимнологического института СО РАН. Как 13 декабря 2016 года сообщается на сайте учреждения со ссылкой на данные наблюдений специалистов Лимнологического института, популяция байкальских губок страдает и гибнет от неизвестного заболевания. В настоящее время ученые выясняют, что стало причиной болезни и как ее можно вылечить. Первые положительные результаты получены в экспериментах с использованием наночастиц серебра.

С 2011 года на дне озера Байкал вместо здоровых зеленых губок находят частично или полностью пораженные экземпляры темно-коричневого или розового цвета, которые являются пустыми скелетами погибших животных, заселенных цианобактериями. Эта тенденция вместе с массовым развитием спирогиры заставляет лимнологов говорить об экологическом кризисе, который переживает Байкал.

Среди причин негативных изменений специалисты рассматривают неупорядоченную туристическую деятельность на побережье и повышение среднегодового уровня температуры. Однако пока ни одна из этих версий научно не доказана. Чтобы выяснить, какие факторы и в какой мере влияют на состояние природных фильтров, исследователям необходимо провести эксперименты в различных смоделированных условиях. Для этого используется культура клеток губок – так называемые примморфы.

«Мы достаем внешне здоровую губку из Байкала, через специальный фильтр отжимаем из нее клетки и помещаем их в контейнер, – рассказывает о технологии получения культуры клеток губок заведующий лабораторией аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН Сергей Беликов. – В норме через час-два эти клетки объединяются в агрегаты клеток, через день-два формируют покрытую эпителиальным слоем примморфу, а примерно через год некоторые из них начинают формировать молодую губку». Такая способность объясняется тем, что большинство клеток губки – стволовые, то есть способны превращаться в различные клетки ткани и дать начало полноценной особи. До 2011 года лимнологам без проблем удавалось выращивать культуру клеток из диссоциированных клеток губки. В последнее время ситуация изменилась. По мнению ученых, это происходит из-за массовой болезни губок, вероятно, вызванной действием бактерий.

У лимнологов уже есть первые предварительные результаты эксперимента по преодолению этой проблемы. В частности, выяснилось, что в воде, куда были добавлены наночастицы серебра, примморфы не погибли и начали объединяться в конгломераты по здоровому сценарию. В воде без серебра такого не произошло. Однако чтобы признать эти выводы значимыми, работу необходимо многократно повторить и получить статистически достоверные данные. Все это требует серьезных затрат. «Наша задача сейчас – попытаться определить необходимую концентрацию серебра и время воздействия на большом объеме материала, – объясняет Сергей Беликов. – Но для проведения масштабных исследований у нас не хватает экспериментальных площадей. Нужны большие холодные комнаты с температурой 4–10 градусов (температура воды Байкала) для выращивания тысяч образцов примморф, а также помещения для пробоподготовки и проведения анализов».

Еще одной из причин болезни животных, по версии ученых, является повышенная концентрация метана в байкальской воде. Под воздействием бактерий метан окисляется до метанола и, возможно, отравляет губку. В пользу гипотезы говорит тот факт, что на погибших розовых губках концентрация бактерии Verrucomicrobia subdivision 6, способной окислять метан, оказалась в 60 раз выше, чем в экземплярах, добытых со дна озера до начала массового заболевания. В обычном состоянии эта бактерия несущественно влияет на жизнедеятельность здоровых губок. Однако столь активное размножение может иметь печальные последствия для организма хозяина.

Морские и пресноводные губки давно являются предметом совместного изучения сотрудников лаборатории аналитической биоорганической химии ЛИН СО РАН и ученых из университета Майнца (Германия). Специалистов интересует механизм биоминерализации – отложения кремнезема (окиси кремния), из которого состоит скелет губок. Окись кремния в виде кварца широко востребована в производстве электроники и волоконной оптики. Однако работа с ним возможна либо при очень высоких температурах (от 600 до 800 градусах), либо в агрессивных средах вроде щелочи или кислоты. В то же время губки строят свой скелет при комнатной температуре, нейтральной рН, из ничтожной концентрации кремниевой кислоты, присутствующей в воде. Исследование механизма отложения кремнезема у этих животных в перспективе может сделать использование кварца в нанобиотехнологиях более простым и доступным.

Фото с сайта ИНЦ СО РАН.