Поиск - новости науки и техники

Вся невидимая рать. Пущинские ученые собрали одну из самых больших коллекций микроорганизмов.

Каких только не бывает коллекций! Люди собирают, можно сказать, все, что попадается на глаза. Но и среди самых редкостных собраний эта коллекция особая. Потому что, во-первых, то, из чего она состоит, никогда и никому в обычных условиях на глаза как раз и не попадается. А во-вторых, увидеть ее удается далеко не каждому. Но если честно, то и смотреть здесь особенно не на что – одинаковые ампулы с каким-то порошком. Между тем это огромная научная ценность.
Сотрудники Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ) Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН в Пущине не только собирают, сохраняют и приумножают число невидимых существ, но и тщательно изучают их, получая неоценимые сведения. Корреспондент “Поиска” встретилась с первым заведующим ВКМ, советником РАН, членом-корреспондентом Российской академии наук Львом Калакуцким и нынешним руководителем коллекции доктором биологических наук Людмилой Евтушенко. О своих крошечных подопечных они, кажется, знают все.
Лев Калакуцкий: – Микроорганизмы обитают на Земле около четырех миллиардов лет, это первопоселенцы планеты. Ее атмосфера и биосфера в значительной степени – результат их деятельности. По численности и многообразию эти мельчайшие существа превосходят все другие живые организмы вместе взятые. За свою долгую эволюцию они “научились создавать” такую биохимию, которой может позавидовать современная химия с большим отрядом ученых. Микробы – активные участники процессов, происходящих в экосистемах и организмах животных, растений. В каждом из нас их много сотен видов, всего – около полутора килограммов. Человек фактически представляет собой суперорганизм, метаболизм которого обусловлен как собственными, так и микробными генами.
Первые микробные коллекции возникли более 100 лет назад в Европе, позже – медицинского профиля – в России. Коллекции непатогенных микроорганизмов начали формировать у нас в начале 1940-х годов. Сначала они включали дрожжи, потом и другие организмы. Первопроходец этого направления – талантливый ученый, доктор биологических наук Владимир Ильич Кудрявцев, работавший в Институте микробиологии АН СССР. Традиционным можно назвать интерес к микроорганизмам, которые используют в пищевой промышленности для получения таких продуктов, как вино, пиво, сыр. С открытием антибиотиков началась глобальная гонка по выделению из природы новых микробов, способных производить разные полезные соединения.
В 1977 году около 25 стран, в том числе СССР, подписали Будапештский договор о взаимном признании депонирования микроорганизмов для целей патентной процедуры. Сейчас количество таких стран около 80. Если ученый собирается получить патент на какой-то штамм или его полезное свойство, то копия штамма обязательно должна быть помещена в коллекцию. Это делается для надежности сохранения микробов и разрешения возможных спорных вопросов. Такие коллекции стали называть международными депозитариями.
Ученый, открывший новый вид микроорганизма, также должен сдать его копию не менее чем в две официально признанные коллекции в разных странах. Описание нового вида микроорганизма без предоставления его материального носителя – ничто. Необходимо, чтобы любой специалист мог получить его копию, а также проверить и, если надо, дополнить описание вида. Только на таких условиях автор может опубликовать свое открытие в престижном “Международном журнале систематической и эволюционной микробиологии”, и тогда вид признается научным сообществом. Были случаи, к счастью, редкие, когда в какой-то из коллекций погибал определенный штамм. Благодаря тому, что он содержался где-то еще, потеря не была безвозвратной.
– Коллекция, кажется, вначале находилась в Москве?
Л.К.: – Это так. Но через год после подписания Будапештского договора на уровне Академии наук было принято решение, что большая часть ВКМ переедет в Пущино. В то время она насчитывала несколько тысяч микробов. Сейчас – в пять-шесть раз больше. Возглавить “живой банк” предложили мне. Часть коллекции осталась в Москве, сейчас она располагается в Институте общей генетики РАН, это наше подразделение. Кроме грибов в московском филиале хранятся дубликаты других штаммов фонда.
– Какое участие принимают институты Пущина в пополнении коллекции и как вы получаете микробы из других городов, стран?
Л.К.: – Пущинские институты сдают в коллекцию не более 10 процентов микробов, остальные – из других источников. Доставка штаммов происходит разными путями, в том числе экспресс-почтой, с соблюдением специальных правил упаковки и провоза биоматериала. “Зарубежные” микробы чаще всего доставляются из стран СНГ и Европы.
– Как удается сохранять микробы? Наверное, трудно заботиться одновременно о 20 тысячах живых существ?
Л.К.: – Почти все культуры хранятся в лиофилизированном состоянии. Микробы помещаются в защитную среду, которая может быть разной: от снятого молока до всевозможных смесей. Получается суспензия клеток, которая замораживается и высушивается в вакууме. В состоянии порошка в запаянной ампуле микробы способны пережить многие годы и даже десятилетия. Если микроорганизм более нежный, то используется метод криоконсервации: ампула с суспензией помещается в жидкий азот. Зачем нужны защитные среды? Они помогают клеткам не разрушиться при замораживании и легче пережить скачок при переходе в другой температурный режим.
– В каком состоянии находятся микробы? Способны ли они делиться?
Л.К.: – Делиться они однозначно не способны. А вот насчет состояния пока нет полной ясности. Все ли биохимические реакции прекращаются? Или какие-то пусть медленно, но все же продолжают идти? В любом случае, процессы очень сильно заторможены, и микробы могут храниться очень долго.
– Вы пробовали оживлять микробы?
Людмила Евтушенко: – Мы регулярно этим занимаемся: проверяем жизнеспособность, какие-то образцы приходится консервировать заново. Кроме того, в последние годы произошла революция в “системах опознавания” новых микробов и изменились представления о разнообразии мира микробов. Поэтому, работая со “старыми” культурами из ампул, законсервированными много лет назад, мы уточняем также их положение в современной системе с помощью новых методов. И зачастую обнаруживаем среди них представителей новых видов, а то и родов, которые ранее не были известны науке.
– Сколько ампул с микробами в год вам приходится перепроверять?
Л.Е.: – Порядка двух тысяч. Для проверки жизнеспособности нет необходимости вскрывать абсолютно все ампулы. Исходя из накопленного опыта, российского и зарубежного, мы знаем, какие микробы могут храниться, скажем, 20-30 лет. К таким в течение 10 лет мы точно не обращаемся. Есть группы, требующие особого внимания, такие проверяем чаще. А некоторые только поддерживаются в активном состоянии регулярными пересевами.
Л.К.: – Мы чувствуем большую ответственность, поскольку храним результаты большого труда людей. Многие из них уже ушли из жизни, некоторые были яркими учеными. Говоря о биологических коллекциях, часто используют понятие “генетические ресурсы”. Так вот – мы сохраняем и приумножаем еще и генетические ресурсы страны, как память о тех, кто накапливал эти знания. И должны передать их следующему поколению.
Л.Е.: – Кроме привычной коллекционной работы мы также занимаемся созданием информационных банков данных по штаммам и их свойствам (вместе с коллегами из зарубежных стран), вопросами интеллектуальной собственности, биобезопасности.
– Если какому-то институту нужен определенный микроб, могут ли за ним обратиться к вам?
Л.К.: – Конечно. Периодически к нам обращаются специалисты из зарубежных коллекций с просьбой прислать какой-то штамм, который у них отсутствует или погиб. Мы, конечно, высылаем. И нам, если что понадобится, высылают. Без взаимопомощи в нашем деле не обойтись. Мы работаем безотказно и практически бесплатно, хотя сами находимся в плачевном финансовом положении. “Заказчики” компенсируют нам лишь расходы на подготовку и пересылку образцов. Мы не можем “продавать” штаммы. Это неписаное правило, оно соблюдается во всех странах. Как свидетельствует мировой опыт, коллекцию нельзя превращать в коммерческое предприятие, хотя ее ценность очень высока.
– Но как тогда выходить из сложного финансового положения, в котором вы находитесь?
Л.К.: – Проблемы нашей коллекции должны решаться на уровне Российской академии наук, государства. Зарубежные коллекции имеют серьезное стабильное государственное финансирование, которое поступает как для работ по увеличению фондов, так и для исследований. Образцом считаются коллекции в Германии, Бельгии, Франции, Голландии, Китае, где трудятся ученые со статусом госслужащих и хорошим личным доходом. Работать в таких центрах очень престижно.
По инициативе Организации экономического сотрудничества и развития несколько лет назад началась международная кампания по превращению наиболее крупных коллекций мира в биологические ресурсные центры. Вводятся новые стандарты на работу с фондами и качество фондов. Мы стараемся им соответствовать.
Л.Е.: – ВКМ продолжает оставаться самой крупной микробиологической коллекцией по разнообразию и численности фонда. Здесь работают ученые-энтузиасты, многие из них – мирового уровня. К сожалению, помимо серьезной научной работы им за свою скромную академическую зарплату зачастую приходится заниматься и многими рутинными, малопривлекательными делами. В такой ситуации на молодежь рассчитывать почти не приходится.
Мы постоянно участвуем в разных конкурсах научных проектов, отнимающих много времени и сил, но результаты не всегда положительные. В этом году, например, чтобы получить хоть какие-то деньги для работы с коллекцией, я потратила около четырех месяцев на написание нескольких проектов. Выиграли лишь один “мелкий” конкурс. О средствах на премиальные сотрудникам и речи нет.
Сегодня в стране около 100 различных коллекций и практически все находятся в бедственном положении. Мы выносили вопрос на слушания в Государственной Думе, Общественной палате. Обращались и в Отделение биологических наук РАН. Всюду – понимание, на словах, но не более.
Л.К.: – Среди редких растений и животных есть так называемые харизматические виды: орхидея, коала, панда. Ни один штамм микроорганизмов с ними в ряд не поставишь. Их вообще не видно невооруженным глазом. Но они заслуживают не меньшего интереса и внимания. Если вдруг пропадут микробы, то вся жизнь на планете исчезнет в течение трех-четырех суток.

Беседу вела
Фирюза ЯНЧИЛИНА
Фото автора

Нет комментариев