Interfax-Russia.ru – Биобанк молочнокислых бактерий создали в Томске для разработки новых продуктов и импортозамещения заквасок.
Группа микробиологов Томского государственного университета (ТГУ) вместе с коллегами из Московского госуниверситета (МГУ) и Федерального исследовательского центра "Биотехнологии" РАН создали на базе ТГУ биобанк для изучения молочнокислых микроорганизмов в традиционных продуктах из разных регионов России. В настоящее время в нем около 300 штаммов. География сбора образцов представлена на интерактивной карте биобанка ТГУ.
"Нас в первую очередь интересуют штаммы, которые присутствуют в продуктах, приготовленных не промышленными, а традиционными методами. Поэтому образцы молочнокислых продуктов приобретались не в магазинах, а на рынках, у фермеров, частников по всей России – от Хабаровска и Владивостока до Архангельска", - сообщила старший научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН Татьяна Кочеткова.
Больше всего образцов ученые собрали на Северном Кавказе и в Бурятии, которые славятся разнообразием кисломолочных продуктов и древними традициями их приготовления.
"В проекте наряду с такими привычными продуктами, как сметана, творог, различные домашние сыры, тан, айран, исследованы редкие, встречающиеся только в определенных регионах – шубат, хурунга, хурууд, аарса", - уточнила Кочеткова.
Среди собранных образцов есть образцы из продуктов из молока коров, лошадей, верблюдов, а также молочнокислые микроорганизмы, выделенные из фекалий некоторых диких животных, например, архаров.
В свою очередь руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук подчеркнула, что исследования являются одновременно и фундаментальными, и прикладными.
"Мы изучаем молочнокислые микроорганизмы с точки зрения генотипа. Чтобы понять, какие штаммы присутствуют в том или ином продукте, используем технологии высокопроизводительного секвенирования, по участкам ДНК идентифицируем виды, которые присутствуют в пробе. Информация о геноме позволяет предсказать функциональные характеристики микроорганизма, оценить перспективу его применения в пищевой промышленности", - пояснила она.
Проведенный сравнительный анализ микроорганизмов из разных регионов, сопоставленный с литературными данными из других стран, показал, что некоторые кисломолочные микроорганизмы, выделенные из собранных проб, не имеют аналогов.
"Россия - единственная страна, в которой представлено такое разнообразие - сотни молочнокислых продуктов от питьевой формы (кефир, простокваша, айран, шубат и другие) до различных видов сыров, творога. Весь этот набор по факту является колоссальным пулом тех штаммов, которые мы сейчас исследуем и сможем использовать в российской пищевой промышленности", - подчеркнул научный сотрудник кафедры микробиологии Биологического института МГУ Андрей Шестаков.
Еще одна из практических задач проекта - оценить выделенные культуры по устойчивости к антибиотикам, так как важно, чтобы подобные штаммы не попали на производство, и у человека, употребившего пробиотики или кисломолочные продукты, не появилась схожая резистентность.
Так, ученые надеялись, что у привезенных с Горного Алтая продуктов на основе верблюжьего молока не будет генов устойчивости к антибиотикам, но, как оказалось, у алтайских микроорганизмов такая резистентность есть.
"Откуда? Это очень интересный и очень важный вопрос, на который мы будем искать ответ. Возможно, это связано с тем, что антибиотики попадают и в окружающую среду – воду, почву", - сказала Карначук.
Данные, полученные молекулярно-генетическими методами, вместе с чистыми, выделенными из исследуемых продуктов бактериями ученые будут использовать для создания стабильных, высокоэффективных сообществ микроорганизмов, которые станут основой как для привычных, так и для новых кисломолочных продуктов с заданными свойствами (например, длительным хранением без пастеризации).
Кроме того, как отмечают исследователи, генетический анализ и селективный отбор бактерий и грибков позволяет развивать самые прогрессивные направления. К примеру, использовать кисломолочные микроорганизмы для питания человека в космосе.
"Длительное пребывание в невесомости приводит к нарушению работы ЖКТ. Для решения этой проблемы сейчас используются пробиотики в виде таблеток и капсул, но такая форма снижает эффективность полезных бактерий. Более эффективно контролировать состояние космонавтов можно было бы с помощью кисломолочных продуктов, приготовленных на борту МКС с использованием специальных заквасок", - объяснил Андрей Шестаков.
Проблему доставки на станцию, по его словам, предлагается решить с помощью высушивания заквасок, которые на борту можно развести в теплой воде. Штаммы закваски уже прошли испытания в спутнике БИОН М1.
В случае пролонгации проекта, рассчитанного на три года, ученые также планируют начать работу над психобиотиками, которые смогут корректировать состояние человека при неврозах и депрессии, а также улучшать память.
"Уже доказано, что микробиом кишечника самым тесным образом взаимосвязан с психологическим состоянием человека. Известно, что кишечные микроорганизмы способны выделять нейромедиаторы. Если детально изучить этот механизм, можно использовать данный функционал бактерий направленно - для коррекции состояния при неврозах, депрессии, улучшения памяти человека", - отметила Ольга Карначук.
Вместе с тем, как оказалось, лактобактерии необходимы также и для здоровья носоглотки.
"Бельгийские ученые, изучив образцы, взятые у 100 здоровых добровольцев и 225 больных хроническим риносинуситом, обнаружили в слизистой носа здоровых людей на порядок больше лактобактерий (Lactobacillus, молочнокислых бактерий) - одних из наиболее распространенных симбиотических микроорганизмов человеческого тела, в первую очередь, желудочно-кишечного тракта. В процессе ферментации сахара лактобактерии продуцируют молочную кислоту, подавляющую рост патогенных микроорганизмов", - сообщает издание Сибирского отделения РАН "Наука из первых рук".
Обычно лактобактерии предпочитают бескислородную среду либо ту, где кислорода очень мало, поэтому исследователи были удивлены, обнаружив представителей этого рода в хорошо "проветриваемом" органе. Оказалось, что некоторые бактериальные штаммы несут гены, кодирующие ферменты каталазы, с помощью которых они могут нейтрализовать вредные эффекты кислорода - так называемый окислительный стресс. Кроме того, у них были обнаружены фимбрии - ворсинки, помогающие надежно прикрепляться к клеткам слизистой носа.
"Культивирование отобранных штаммов вместе с золотистым стафилококком, гемофильной палочкой и бактерией Moraxella catarrhalis - ключевыми патогенами верхних дыхательных путей, показало, что бактерия L. casei подавляет рост всех этих опасных микроорганизмов", - говорится в публикации.
В дальнейшем 20 здоровым добровольцам в течение двух недель дважды в день вводили в нос спрей, содержащий эти лактобактерии. Оказалось, что процедура не вызывала негативных побочных эффектов, а сама бактерия благополучно колонизировала слизистые, сохраняясь в них продолжительное время: даже через две недели после введения спрея лактобактерии удавалось обнаружить в 10-35% исследованных образцов.
"В конечном счете, ученые надеются создать на основе лактобактерий назальный спрей, который может стать эффективным средством терапии хронических заболеваний верхних дыхательных путей человека", - говорится в сообщении.
Закон о тишине в Томской области может быть ужесточен