Как спасти коралловые рифы?

 

Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока

Почему обесцвечиваются кораллы, и как решить мировую проблему, – рассказывает Татьяна Сикорская

Татьяна СИКОРСКАЯ во время Всероссийской конференции «Липиды XXI века», Москва, 2021 год

О Татьяне Васильевне Сикорской, научном сотруднике лаборатории сравнительной биохимии Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН мы писали в материале «Восстановление коралловых рифов – наша приоритетная задача» («Дальневосточный учёный», №5 от 9 марта 2022 года, с.3). Тогда она и Екатерина Владимировна Ермоленко стали обладателями гранта президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных – кандидатов наук. Время не стоит на месте, наши исследователи продолжают радовать своими достижениями: недавно Татьяне Сикорской присуждена премия имени академика А.В. Жирмунского за цикл работ «Липидомный подход к изучению гибели коралловых рифов».

Вкратце напомним историю Татьяны. В студенческие годы она занималась молекулярной биологией, а затем изучением структуры полисахаридов из водорослей на базе ТИБОХ ДВО РАН. Окончила специалитет с красным дипломом. После учёбы в науку пошла не сразу, год проработала в экспертной таможенной службе лаборантом. В 2016 году поступила в аспирантуру на базе ННЦМБ ДВО РАН на специальность «биохимия», руководителем Татьяны Сикорской был главный научный сотрудник доктор биологических наук Андрей Борисович Имбс. Он и предложил Татьяне заниматься липидомикой кораллов. В 2020 году защитила кандидатскую диссертацию по специальности биохимия на базе ТИБОХ ДВО РАН.

Мировая проблема

– Почему особенный интерес к гибели коралловых рифов? – спрашиваю Татьяну Сикорскую.

– Коралловые рифы – самые важные и значимые экосистемы Мирового океана, обладающие огромным биоразнообразием, – отвечает она. – В настоящее время в мире происходит глобальное потепление, вызывающее гибель коралловых рифов. Всё дело в том, что кораллы, а говорим мы именно про тропические виды кораллов, – симбиотические организмы. Внутри них живут микроводоросли, обеспечивающие коралл питательными веществами за счёт фотосинтеза. Этот симбиоз животное-растение очень чувствителен к факторам окружающей среды, так при росте температуры морской воды лишь на несколько градусов происходит разрушение симбиоза и последующая гибель коралла, который самостоятельно не способен полностью восполнить свои энергетические потребности. Это так называемый процесс обесцвечивания кораллов (Coral bleaching). В настоящее время рифы в тропических зонах, основой которых являются симбиотические кораллы, гибнут стремительно. Это глобальная мировая проблема, которой занимаются учёные по всему миру, и мы в том числе.

Татьяна СИКОРСКАЯ во время российско-китайского билатерального совещания «Морское биоразнообразие для здорового океана – биоразнообразие, функциональные группы и здоровье океана», Владивосток, 2019 год

Липидомный подход

– Проблему обесцвечивания коралловых рифов мы с коллегами изучаем с помощью липидомного подхода. Дело в том, что клеточная мембрана является первой линией защиты от биогенных и абиогенных стрессоров окружающей среды. Структурной основой всех мембран являются липиды и несомненно при стрессе в составе мембранных липидов будут наблюдаться значительные изменения, которые мы и изучаем. Так при обесцвечивании симбиотического коралла мы обнаружили значительные изменения в профиле молекулярных видов фосфолипидов (основной класс липидов, имеющий структурную функцию). Кроме мембранных липидов кораллы, как и другие живые организмы, содержат резервные липиды, которые являются источником энергии для организма, изменения в их составе могут отражать степень обесцвечивания коралла и способность коралла к восстановлению после перенесённого стресса.

– Татьяна, когда вы начали проводить свои эксперименты?

– Одним из первых экспериментов по обесцвечиванию кораллов в экспериментальных условиях был проведён мной под руководством моего научного руководителя ещё в годы аспирантуры. К сожалению, моего научного руководителя Андрея Борисовича Имбса два года назад не стало, но мы с коллегой – старшим научным сотрудником, кандидатом биологических наук Екатериной Владимировной Ермоленко продолжаем изучать липидомные изменения в организме симбиотического коралла при обесцвечивании и его восстановлении, вовлекая всё больше и больше различных представителей коралловых полипов для более глубокого понимания проблемы.

Татьяна СИКОРСКАЯ рядом с хромато-масс-спектрометром высокого разрешения Shimadzu-IT-TOF,
ННЦМБ ДВО РАН, Владивосток, 2023 год

Продолжая дело А.Б. Имбса

– Расскажите об исследованиях, проведённых в рамках проекта во время экспедиций. С кем сотрудничаете?

– Самый первый эксперимент по обесцвечиванию рифообразующего коралла Acropora sp. был проведён во время научной экспедиции в прибрежные воды Вьетнама на НИС «Академик Опарин» в 2018 году. Наша лаборатория около 30-ти лет сотрудничает с Вьетнамской академией наук, и по сей день мы ведём совместные исследования, в том числе по проблеме обесцвечивания или гибели коралловых рифов. На сегодняшний день мы провели изучение липидомных изменений в процессе обесцвечивания и дальнейшего восстановления нескольких представителей коралловых полипов мягкого коралла Sinularia heterospiculata и нескольких представителей рифообразующих кораллов рода Acropora.

Это большая комплексная работа, которая проводится совместно с другими научными сотрудниками ННЦМБ из различных лабораторий: заместителем директора старшим научным сотрудником кандидатом биологических наук А.В. Бородой, научным сотрудником кандидатом биологических наук Т.Т. Гинановой и научным сотрудником кандидатом биологических наук К.В. Ефимовой. Благодаря совместным усилиям данная проблема изучается всесторонне с помощью различных подходов, включая молекулярную биологию, микроскопию и цитометрию.

– Применяете какие-то особенные экспериментальные методики? Какую аппаратуру используете?

– Наша лаборатория оснащена самым современным аналитическим оборудованием японской фирмы Shimadzu. Это различные хроматографы и масс-спектрометры. На этих приборах мы проводим качественный и количественный анализ липидов. Каждый организм включает в себя сотни молекулярных видов липидов как структурных, так и резервных. Весь спектр липидных молекул (молекулярные виды липидов) биологической системы составляет липидом. Липидомика – современное и относительно молодое направление науки, которое начало развиваться, начиная с 2001 года. Липидомика рассматривает структуру, функции, взаимодействие и динамику молекулярных видов липидов. Андрей Борисович Имбс основал данное научное направление в нашей лаборатории, и мы продолжаем его развивать.

– Расскажите о ваших научных результатах.

– Наукометрические показатели являются основными критериями для оценки деятельности научного сотрудника. Количество публикаций, их качество или рейтинг журнала, в котором они опубликованы, их цитируемость или интерес, проявленный другими учёными к нашим исследованиям. С 2016 года, когда я только начала заниматься липидомикой симбиотических кораллов и липидомикой обесцвечивания кораллов, мной и коллегами опубликовано 18 статей в научных журналах, восемь из них – в журналах 1-го и 2-го квартилей.

Татьяна СИКОРСКАЯ рядом с хромато-масс-спектрометром высокого разрешения Shimadzu-IT-TOF

В помощь кораллам и человеку

– В каких областях могут быть использованы результаты цикла работ? Имеют ли они практическое применение?

– В первую очередь наши исследования могут быть использованы специалистами в области биохимии кораллов, а также специалистами в области липидомики не только морских беспозвоночных, но и человека в том числе.

Конечно, наши исследования в первую очередь носят фундаментальный характер, но также могут быть использованы широким кругом специалистов для проведения экологического мониторинга и восстановления экосистемы коралловых рифов.

– Татьяна, поделитесь вашими планами на ближайшие годы.

– Совсем недавно мы провели эксперимент по обесцвечиванию и восстановлению рифообразующего коралла Acropora sp., применяя липидомный подход в сочетании с молекулярно-генетическим анализом, микроскопией и цитометрией. Это текущий проект, и сейчас мы занимаемся интерпретацией данных.

Нами также запланирована совместная работа с вьетнамскими коллегами по изучению липидомных изменений в частично-обесцвеченных кораллах Южно-Китайского моря.

Слева направо: Данг Тхи Фыонг ЛИ, Екатерина ЕРМОЛЕНКО, профессор Фам Куок ЛОНГ, Татьяна СИКОРСКАЯ во время 50-ой экспедиции в Южно-Китайском море на НИС «Академик Опарин» (г. Нячанг, Вьетнам). Фото к.б.н. Василия ГОЛОТИНА

Фото из личного архива Татьяны СИКОРСКОЙ