Биологи МГУ определили токсины микрогрибов в кандалакшских бурых водорослях

Сотрудники кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ в составе группы российских ученых проанализировали, какие грибные токсины содержатся в слоевищах самых распространенных в Белом море видов бурых водорослей. Подобные исследования позволяют лучше разобраться в том, как устроены морские экосистемы и обнаружить потенциально токсичные и полезные для человека биомолекулы. Работа проходила при поддержке Минобрнауки России в рамках проекта «Наука и университеты». Результаты опубликованы в журнале Oceanology.

На литорали – приливно-отливной зоне Белого моря – среди бурых водорослей порядка Fucales широко распространены Ascophyllum nodosum, Fucus distichus и F. vesiculosus. Особенность этих фукусовых водорослей заключается в том, что они способны к образованию экологических форм (экад), которые морфологически и анатомически существенно отличаются друг от друга (как, например, один и тот же вид сосны образует разные экады на болотах и в сосновых лесах).

Важно отметить, что фукусовые водоросли являются основой экосистем приливно-отливной зоны многих северных морей, включая Белое море, и служат объектом промысла. Продукты их переработки используют как сырье для косметики, биологически активных добавок, а также в сельском хозяйстве.

Команда биологов решила проверить, какие токсины микрогрибов встречаются в слоевищах основных видов фукусовых водорослей Кандалакшского залива Белого моря и их экадах. Для этого ученые в течение нескольких часов после отбора высушивали водоросли, затем доставляли в лабораторию, где их измельчали и далее с помощью систем иммуноферментного анализа определяли в образцах наличие и содержание 16 основных микотоксинов.

Исследователи выяснили, что все искомые микотоксины присутствовали в талломах всех видов и во всех исследованных экоформах, однако содержание токсинов значительно варьируется. «Максимальное содержание микотоксинов выявлено для сублиторальной формы F. vesiculosus f. giganteus, как по сравнению с другими экадами F. vesiculosus, так и среди всех исследованных фукоидов. Неприкрепленная литоральная форма F. vesiculosus ecad vehovianus заметно уступала по содержанию большинства метаболитов типичной прикрепленной форме, у карликового фукуса (F. vesiculosus ecad muscoides), обитающего в верхней литорали, содержание исследованных микотоксинов было еще меньше. Для прикрепленных форм F. distichus состав и количество микотоксинов было сходно между собой. Для форм A. nodosum при более низких концентрациях микотоксинов по сравнению с F. vesiculosus и F. distichus, отмечена сходная тенденция к снижению содержания микотоксинов от типичной прикрепленной формы, обитающей в верхней сублиторали, к неприкрепленной литоральной форме A. nodosum ecad scorpioides и карликовой форме A. nodosum ecad muscoides, приуроченной к верхней литорали, — поясняет старший научный сотрудник кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ Марина Георгиева. — Таким образом, впервые получены сравнительные данные о комплексе микотоксинов у трех видов бурых фукусовых водорослей и их экоформах. Наличие различных микотоксинов может указывать на присутствие разнообразных видов грибов, ассоциированных с макрофитами».

Поиск вторичных метаболитов, в том числе и токсинов, различных организмов и их изучение — один из основных трендов современной биологии. В древности богатые вторичными метаболитами растения — специи и пряности — ценились из вкусовых соображений, а их поиск и изучение служили одним из основных драйверов науки в эпоху великих географических открытий. Сегодня фокус поисков смещен на микроорганизмы и их вторичные метаболиты. Они уже зарекомендовали себя как эффективные антибиотики, фунгициды, инсектициды и ценное сырье для биотехнологической промышленности. Список известных и полезных вторичных метаболитов постоянно увеличивается, а в практических областях им находят всё более широкое применение.

Помимо ученых МГУ в исследовании принимали участие сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко РАН.