Бактерии могут приносить не только вред, но и большую пользу при правильном использовании. И это только начало: их разнообразие и возможности модификации открывают двери в будущее биотехнологий, где крошечные микроорганизмы становятся настоящими союзниками человека. О том, как отдельный класс микробов может изменить мир, рассказала выпускница Передовой инженерной школы (ПИШ) ДВФУ Мария Сорокина. Подробности — в материале ИА PrimaMedia.
Видеоурок "Бактерии как объект биотехнологий" (12+) на платформе ПИШ ДВФУ стал частью серии познавательных лекций, направленных на популяризацию науки и повышение осведомлённости молодёжи о современных технологических достижениях. Проект создан при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного указом Президента Российской Федерации.
На сегодняшний день учёным удаётся культивировать лишь около 15% известных бактерий, а значит, впереди человечество ждёт множество неожиданных открытий и ценных возможностей. Так, например, одноклеточные организмы, вызывающие у большинства людей неприязнь, обладают огромным и зачастую недооценённым потенциалом.
По словам Марии Сорокиной, довольно-таки известный факт, что бактерии размножаются с поразительной скоростью, однако мало кто знает, что они также умеют "общаться" между собой, обмениваясь специальными сигнальными молекулами. Таким образом "одноклеточные" предупреждают соседей об опасности или объединяются для совместных действий, повышая шансы на выживание. Эти способности делают даже самые простые микроорганизмы удивительно адаптивными и ценными для науки и биотехнологий.
"В погодных условиях отдельные клетки объединяются и образуют нечто вроде плодового тела, в котором лишь единицы из них смогут сформировать споры и выжить", — отметила выпускница Передовой инженерной школы (ПИШ) ДВФУ.
От экологии до онкологии
С самого детства мы слышим, что, если часто не мыть руки, можно легко "завести одноклеточных друзей". Но на самом деле бактерии — не просто возможные гости на немытых ладонях, а удивительно выносливые организмы, способные выживать в самых экстремальных условиях: от кипящих вулканических источников и кислотных озёр до зон с высоким уровнем радиации. Но именно биотехнологии позволяют превратить этих микроскопических существ в настоящих помощников человека. Одно из самых передовых направлений современной биотехнологии — синтетическая биология. Она позволяет создавать организмы с заранее заданными свойствами. Как отмечает выпускница ПИШ ДВФУ, сегодня уже существуют бактерии с полностью искусственным геномом. Это открывает перспективу того, что в будущем биоинженеры смогут целенаправленно проектировать микроорганизмы для применения в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях.
Например, в пищевой промышленности бактерии применяются уже много лет — именно благодаря им мы получаем йогурт, кефир, сыр и квашеную капусту. Как рассказала Мария Сорокина, сегодня их возможности выходят далеко за рамки питания: с помощью бактерий производят витамины, лекарственные препараты, гормоны, антитела и интерфероны. Причём для этого используют как природные, так и генетически модифицированные штаммы.
Бактерии также служат платформой для создания вакцин — препаратов, которые помогают организму вырабатывать иммунный ответ. Все знают о вакцинах против инфекционных болезней, таких как коклюш, туберкулёз, столбняк и дифтерия. Но бактерии применяются и для борьбы с раком. Чтобы помочь иммунной системе распознать опухоль, рядом с ней вводят бактериальную вакцину, которая запускает естественный процесс борьбы организма с болезнью.
"Но не всегда рак можно победить таким способом, в некоторых случаях требуется лекарственная терапия. Противораковые лекарства часто токсичны, а, значит, их нужно вводить в небольших дозах и прямо в эпицентр опухоли, а затем извлекать. Для этой цели можно использовать магнитобактерии — это бактерии, которые передвигаются под действием магнитного поля. Учёные-биомедики нагружают их лекарством, а затем отправляют в нужное место", — рассказала Мария Сорокина.
Бактерии активно используются и в сельском хозяйстве — они помогают защищать посевы от болезней и вредителей. Некоторые виды способны "поедать" токсичные отходы, нефть, пластик и даже мыло. Это навело учёных на мысль о том, что можно применить эти свойства микроорганизмов для очистки природных водоёмов, почвы и сточных вод от загрязнений.
Биотехнологии показывают, что при правильном применении бактерии — это не угроза, а ресурс. Их потенциал способен решать глобальные задачи — от продовольственной безопасности до борьбы с заболеваниями и загрязнением планеты. Главное — научиться использовать этот ресурс с умом.
Реклама. Рекламодатель: ФГАОУ ВО ДВФУ.
