Инструмент для отслеживания тяжелых металлов в организмах Байкала разработали молодые учёные

Команда ученых под руководством Антона Гуркова из НИИ биологии ИГУ в 2019 году разработала имплантируемые флуоресцентные биосенсоры для мониторинга накопления тяжелых металлов в тканях байкальских эндемичных амфипод in vivo.

Как сообщает пресс-служба фонда «Озеро Байкал», за сложным названием стоит работа над новым инструментом, который позволяет быстро и дешево отслеживать содержание тяжелых металлов непосредственно в тканях живого организма – имплантируемым оптическим микросенсором. Ранее работ над подобными технологиями не проводилось.

– Одним из важных антропогенных факторов, актуальных для водоемов по всему миру, является загрязнение тяжелыми металлами. Такого рода загрязнения, в том числе в малых концентрациях, не приводящие к непосредственной гибели представителей фауны, тем не менее могут вызывать изменения в структуре природных сообществ из-за различной чувствительности видов к их токсическому воздействию. Учитывая текущее развитие инфраструктуры на Байкальской природной территории, возникает опасность повышения содержания в байкальской воде тяжелых металлов, поступающих в том числе с атмосферными потоками и притоками озера, – рассказывают в фонде.

Имплантируемый биосенсор является удобным инструментом для изучения чувствительности гидробионтов вообще и байкальских эндемиков в частности к загрязнению водоемов тяжелыми металлами. Кроме того, такие микросенсоры могут оказаться подходящим инструментом и для быстрого определения содержания тяжелых металлов в гидробионтах даже в полевых условиях во время проведения экологического мониторинга.

Разработка нового типа имплантируемых оптических биосенсоров велась на основе живых клеток дрожжей, применимых для отслеживания содержания ионов меди непосредственно в кровеносной системе байкальских эндемичных амфипод благодаря специальному полимерному носителю. Для определения концентрации меди использовались штаммы дрожжей, дающие цветовую реакцию в ответ на появление меди в среде пропорционально ее концентрации, что позволило провести количественный анализ по соотношению интенсивностей флуоресценции. Проведенные эксперименты позволили подтвердить эффективность разработанных биосенсоров для оценки повышения содержания меди в организмах байкальских эндемичных амфипод.

Ученые планируют разработать нескольких типов имплантируемых микросенсоров, которые могут быть использованы для мониторинга множества физиологических показателей водных животных и других организмов в самых разных областях от фундаментальных научных исследований и экологического мониторинга до сельского хозяйства и биомедицинских разработок.

Проект был реализован за счет средств гранта фонда «Озеро Байкал», который стал возможен благодаря поддержке частных доноров и благотворительного фонда Siberian Wellness «Мир вокруг тебя».