Научная группа под руководством профессора Ольги Карначук работает над изучением подземной микрофлоры: бактерии, живущие на глубине 2-3 км от поверхности земли, могут в перспективе послужить биотехнологиям будущего. На днях ученые вернулись из экспедиции, где собрали пробы для изучения микробного сообщества и геохимии воды горячих источников Парабельского района.
— Ферменты, на основе которых ученые создают биотехнологии, вырабатываются микроорганизмами. Эти ферменты могут расщеплять жиры и белки — и тогда их используют в стиральных порошках. Другие могут служить в качестве консервантов (заменяя антибиотики). Третьи разрушают хитин в отходах производства креветок или кератин в отходах птицефабрик, превращая их в биотопливо. Мы в своих исследованиях ищем микроорганизмы, которые помогут нам осаждать из воды тяжелые металлы или очищать среды от нефти, — поясняет Ольга Карначук, заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологии.
Сегодня ученым уже не обязательно находить живые бактерии — достаточно фрагментов генетической информации. По этим «отрывкам» можно восстановить последовательность ДНК, а затем нужную часть цепочки ввести в геном кишечной палочки — и таким образом получать фермент, даже не зная, какой организм в природе его производит.
В декабрьской экспедиции приняли участие томичи и их коллеги из Москвы и Франции — Николай Равин и Виталий Кадников из центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН и Гель Брассер из лаборатории «Биохимии микроорганизмов» университета Марселя.
Томская область располагает обширными геотермальными ресурсами — теплыми и горячими подземными водами, залегающими на глубине 2-3 км. Эти водоносные горизонты образованы морскими отложениями, сформировавшимися более 100 млн. лет назад. В подземных водах живут микроорганизмы, имеющие древнее происхождение и населявшие Землю задолго до первых динозавров.
— Глубинная микрофлора попадает на поверхность вместе с подземной водой через нефтепоисковые скважины. На территории нашего региона расположено несколько таких незаконсервированных скважин, в том числе в Парабельском, Верхнекетском и Колпашевском районах. Биомасса на километровых глубинах сравнима с поверхностной, однако представлена исключительно прокариотами, живущими в полной темноте. Эти прокариотические микроорганизмы вызывают интерес ученых и с фундаментальной (эволюционной), и с прикладной точки зрения, — рассказывает Юлия Франк, доцент биологического института ТГУ, участница экспедиции.
В 2015 году это была уже третья экспедиция микробиологов ТГУ. Летом научная группа посетила Горный Алтай, где ученые работали в заброшенных шахтах в поисках ДНК микроорганизмов, осаждающих тяжелые металлы из шахтных вод. Осенью и зимой исследователи отобрали пробы в Колпашевском и Парабельском районах на нефтепоисковых скважинах, пробуренных в середине прошлого века.
— Сегодня накопление геномной информации идет очень активно, но научный мир еще не научился толком анализировать эти данные, — говорит Ольга Карначук. — Для расширения таких актуальных направлений ТГУ в этом году открыл программу подготовки магистров «Интеллектуальный анализ данных и биоинформатика». На кафедре физиологии растений и биотехнологии мы также открыли магистратуру «Физиология, биохимия, биотехнология и биоинформатика растений и микроорганизмов». За этими направлениями — будущее, и мы надеемся на большие достижения в данной области.
