Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока
Дальневосточный
исследователь-биолог Ольга Алейнова ищет пути управления свойствами микроорганизмов
в интересах людей
Ольга Артуровна АЛЕЙНОВА,
старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии ФНЦ Биоразнообразия,
кандидат биологических наук, знакома нашему читателю.
Ольга Артуровна АЛЕЙНОВА |
Дважды
лауреат
Совсем
немного времени прошло с тех пор, как Ольга стала лауреатом национальной премии
L’Oreal-UNESCO «Для женщин в науке», в результате нашей беседы мы подготовили
материал в газету «Дальневосточный учёный».
И
вот снова повод: недавно Ольга Алейнова вновь стала лауреатом, но уже премии
имени профессора А.И. Куренцова за цикл работ «Биоразнообразие эндофитных
бактерий и грибов дикорастущего винограда Vitis
amurensis Rupr.».
Мы
обратились к Ольге с вопросами о её работе, но для начала попросили пояснить, что
же такое – эндофиты растений?
–
Эндофиты растений – это микроорганизмы (бактерии, микроскопические грибы, археи
и протисты), которые населяют растение внутри. Аналогично микрофлоре кишечника
человека, одни эндофиты растений могут быть патогенами, другие – обладать свойствами,
полезными для организма-хозяина.
Предмет
изучения – дикорастущий виноград
– Ольга, расскажите, какие
исследования были выполнены в рамках проекта?
–
В рамках представленного цикла работ было изучено биоразнообразие эндофитов
винограда Приморского края, а именно дикорастущего винограда Vitis amurensis. Нами было показано, что
биоразнообразие эндофитных бактерий и микроскопических грибов дикорастущего V. amurensis достоверно богаче, чем в
культивируемых сортах винограда. Выделение и изучение редких и
неопознанных эндофитов винограда может способствовать созданию потенциальных
агентов биоконтроля виноградников.
Также в
представленном цикле работ было экспериментально показано, что отдельные
эндофитные микроорганизмы винограда стимулируют биосинтез биологически активных
веществ (БАВ) в клетках винограда. На основе эндофитных микроорганизмов
винограда были получены биопрепараты, которые также стимулировали выработку БАВ
в клетках винограда.
Перечисленные
выше результаты были получены при поддержке Российского научного фонда (РНФ), конкурс
2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учёными» Президентской
программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учёными, в том числе
молодыми учёными (№20-74-00002 «Изучение микробиологического сообщества дикого
винограда Vitis amurensis»).
– В настоящее время вы продолжаете
исследование по биоразнообразию эндофитов винограда?
– Да. Были
собраны образцы винограда в разных частях Приморского и Хабаровского краёв,
вида дикорастущего винограда, произрастающего на острове Сахалин.
Для
выявления потенциальных агентов биоконтроля виноградников мы проводим
сравнительный анализ эндофитного состава здоровых и поражённых заболеванием
тканей винограда.
Вместе –
сила
– Ставите ли вы свои
исследования самостоятельно или совместно с кем-то из коллег?
–
В нашей области знаний практически невозможно выполнять эксперименты
самостоятельно, так как для всестороннего исследования необходимо применять
широкий спектр методов исследований.
Планировать
эксперименты и анализировать результаты всегда помогает наш руководитель
лаборатории биотехнологии – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Константин Вадимович Киселёв. Также для представленных работ производится
биоинформатический анализ данных, который выполняет талантливый молодой человек
– младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии, аспирант Николай
Николаевич Нитяговский. Кроме того, анализ содержания БАВ в клетках винограда и
поиск БАВ в эндофитах винограда выполняет перспективный молодой специалист
нашей лаборатории – младший научный сотрудник кандидат биологических наук
Андрей Романович Супрун.
На
сегодняшний день мы расширили область исследований, в работу по изучению
эндофитов винограда и их биотехнологического потенциала включился аспирант
первого года обучения – Алексей Александрович Ананьев. Также наши
лаборанты-исследователи, студентки ДВФУ Алина Александровна Береш и Алина
Александровна Днепровская помогают в проведении экспериментов.
Как
я уже упоминала, представленный цикл работ был выполнен при поддержке гранта,
где я была руководителем и единственным исполнителем. Сейчас мы выполняем
работы в рамках уже более крупного гранта РНФ № 22-74-10001, где я –
руководитель, и основными исполнителями являются А.Р. Супрун, Н.Н. Нитяговский
и А.А. Ананьев.
– Используете в работе какие-нибудь особенные методики?
–
Да. Например, итоговый результат анализа многообразия эндофитных бактерий и
грибов на ДНК, выделенной с помощью разработанного в нашей лаборатории метода,
показал, что были получены высокие значения количества прочтений и определённых
родов, что превышало значения, полученные на ДНК, выделенной с помощью
коммерческого дорогостоящего набора ZymoBIOMICS DNA Miniprep (Zymo Research,
США). Эффективность подтверждена результатами метагеномного анализа с высокими
значениями полученных выборок прочтений. Данный протокол будет полезен для
исследований в области молекулярной биологии и биотехнологии растений с
применением методов NGS.
– Какие результаты и в
какие сроки были получены?
–
По данной теме исследования я начала работать после выхода из декретного
отпуска в 2018 году. На отработку методов и подхода к исследованию ушло
примерно два года, с 2020 года после получения первого гранта РНФ началась
активная работа по данному направлению. Впервые сделан метагеномный анализ
биоразнообразия эндофитных бактерий и грибов дикорастущего винограда V. amurensis. Была отработана методика
выделения ДНК для высокопроизводительного секвенирования (next generation of
sequencing, NGS). Разработан новый подход в увеличении продукции и коррекции
качественного состава стильбенов (БАВ) в культуре клеток винограда при помощи
нативных эндофитов и биопрепаратов на основе эндофитов дикорастущего винограда V. amurensis. Фактически результаты по
циклу работ «Биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов дикорастущего
винограда Vitis amurensis Rupr.» были
получены за пять лет работы.
К
экологичному сельскому хозяйству
– Как и в каких областях
науки могут быть использованы результаты ваших исследований?
–
Это направление исследований актуально, в первую очередь, для сельского
хозяйства. Существует множество способов защиты растений от болезней и
вредителей, но в основном эти подходы основаны на использовании химических
веществ, зачастую неблагоприятных для здоровья человека и окружающей среды. Изучение
микробиологического сообщества дикорастущего винограда амурского, а именно
выявление патогенных и симбиотических микроорганизмов данного растения, является
основой для создания новых подходов защиты культивируемых сортов винограда от
болезней, без использования генно-модифицированных организмов, пестицидов,
гербицидов или других небезопасных технологий. Разработка и активное применение
таких подходов, несомненно, будет способствовать переходу к высокопродуктивному
и экологически чистому сельскому хозяйству.
– Могут ли полученные
результаты иметь практическое значение? В чём оно? Как биопрепараты на основе
эндофитов растений могут помочь людям?
–
Мы стремимся довести наше исследование до практического применения в сельском
хозяйстве. В первую очередь, это создание быстрых диагностических систем для
определения уровня заболевания винограда.
Диагностика
на ранних этапах заболевания растений будет способствовать более лёгкому и
быстрому «лечению» растений. Некоторые эндофиты винограда стимулируют выработку
БАВ, полезных для здоровья человека, так обработка растений биопрепаратами на
основе таких эндофитов может повысить качество урожая. Также мы изучаем: могут
ли эндофиты винограда сдерживать и подавлять развитие патогенов винограда, таких
как серая гниль винограда. Обработка такими эндофитными микроорганизмами,
возможно, будет препятствовать заражению и развитию заболевания винограда. Кроме
того, мы исследуем: могут ли эндофиты винограда влиять на рост, урожайность
растений, а также устойчивость к абиотическим стрессам.
Таким
образом, данные о биоразнообразии эндофитов винограда являются фундаментом для
дальнейших исследований и разработок подходов по повышению качества урожая и
устойчивости к заболеваниям и абиотическим факторам среды культивируемых сортов
винограда.
Фото из личного архива Ольги АЛЕЙНОВОЙ