Сибирские ученые показали потенциал «протиста Стругацких» для науки и биотехнологий

Новый микроорганизм, найденный в Чёрном море, быстро делится, неприхотлив и свободен от лицензионных ограничений, что делает его интересным и для фундаментальной науки, и для будущих биореакторов. Учёные Института цитологии и генетики СО РАН завершили двухлетнее исследование микроорганизма Thraustochytrium aureum ssp. Strugatskii.

По словам ведущего научного сотрудника ИЦиГ СО РАН, кандидата биологических наук Алексея Мензорова, основной задачей проекта было понять, как устроен и функционирует новый протист. Исследователи построили трёхмерную реконструкцию его клеток на разных стадиях жизненного цикла – от подвижной зооспоры до взрослого «шарика» — зооспорангия – и подробно описали, как многоядерная клетка синхронно делится и превращается в множество дочерних спор.

Созданная агент‑ориентированная модель позволяет воспроизводить рост многоядерных клеток, синхронное деление ядер и переход к образованию зооспор при разных вариантах питательной среды. Обычно при работе с биореакторами исследователи смотрят только на итоговый выход продукта, не учитывая отдельные стадии жизненного цикла.

Отдельное направление работы – биоинформатический анализ метаболизма протиста. Учёные сравнили его гены и транскриптом с родственными организмами и показали, что Thraustochytrium aureum ssp. strugatskii обладает «полным набором» ферментов для синтеза и модификации жирных кислот, а также способен вырабатывать сквален. Эти соединения востребованы как компоненты вакцин и в косметологии. «Мы можем предсказать, какие метаболиты он вырабатывает, и подтвердили, что он способен синтезировать жирные кислоты и сквален. В перспективе, он мог бы стать важным промышленным микроорганизмом, но, чтобы точно подтвердить это, нужны отдельные биотехнологические исследования», – говорит Алексей Мензоров.

Следующий логичный шаг, по словам исследователя, – поставить уже биотехнологические эксперименты: вырастить культуру, выделить жирные кислоты, измерить их количество и состав. Если к микроорганизму проявят интерес промышленники, разумной стратегией он называет сравнение всех доступных в России представителей этого таксона и выбор того штамма, который в заданных условиях даёт максимум нужных метаболитов.

Новый протист удобен и как модельный объект для протистологии и системных исследований простейших: он быстро делится, относительно неприхотлив к условиям культивирования, а его внутриклеточная организация описана намного лучше, чем у большинства родственников. Команда ИЦиГ СО РАН проанализировала клеточный цикл на всех уровнях микроскопии, включая электронную, и подготовила подробный обзор по этой группе организмов.

Есть у этого микроорганизма и еще одно достоинство. Организм выделен и изучен российскими учёными, поэтому в случае с биотехнологиями, его использование не будет упираться в зарубежные лицензионные ограничения, которые нередко сопровождают промышленные штаммы. Сейчас команда продолжает уточнять оптимальные условия культивирования в лаборатории; если дальнейшие опыты покажут высокий выход целевых продуктов, у «протиста Стругацких» есть шанс стать интересным не только для фундаментальной науки, но и для проектов в области биотехнологий.