«Изучение жизненного цикла диатомовых водорослей – сложное уравнение с множеством неизвестных, которое интересно решать»

 Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России

Вероника Борисовна БАГМЕТ

Вероника Борисовна Багмет, старший научный сотрудник Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, кандидат биологических наук – лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России для молодых учёных. Премия имени профессора А.И. Куренцова присуждена Веронике Борисовне за цикл работ по теме «Диатомовые водоросли: от биоразнообразия к биотехнологиям».

Кратко о себе

Немного биографических данных нашего лауреата. Вероника Борисовна Багмет родилась в 1989 году в г. Уфа, Республика Башкортостан (Россия). Училась в Уфимской средней школе № 130.

В 2008 году поступила на биологический факультет Башкирского государственного университета (БашГУ, г. Уфа), в 2013 году окончила его по специальности «Экология». Потом обучалась в очной аспирантуре БашГУ. В 2016 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Анализ биологии и экологии клональных популяций Nitzschia palea (Kütz.) W. Sm. (Bacillariophyta)» по специальности «ботаника».

Вероника Борисовна на вершине г. Иремель, Башкортостан, август 2014 года 

Работала сначала лаборантом, потом – ассистентом кафедры экологии БашГУ. Затем устроилась педагогом дополнительного образования в Детский эколого-биологический центр «Росток» (г. Уфа), преподавала детям начальных классов и одарённым детям. В 2017 году трудовой стаж был прерван в связи с рождением первой дочери.

В 2018 году вместе с мужем и ребенком переехала в город Владивосток.

С 2019 года трудилась поэтапно ведущим инженером, младшим научным сотрудником, научным сотрудником лаборатории ботаники ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН. С 2023 года по настоящее время работает старшим научным сотрудником этой же лаборатории.

В.Б. БАГМЕТ с коллегами из лаборатории ботаники ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

Осенью 2024 года родилась вторая дочка.

Муж Вероники Борисовны, доктор биологических наук Шамиль Раисович Абдуллин, работает с супругой в одной лаборатории. Часть исследований они выполняют совместно. (С Шамилем Раисовичем Абдуллиным мы вас, наши уважаемые читатели, познакомили в материале «Восточный зов» («Дальневосточный учёный», № 1 от 18 января 2023 года, с. 3); а  его рассказ «Голос тьмы» можно прочитать в № 6 нашей газеты от 22 марта 2023 года, с. 8.)

Природа диатомовых водорослей

– В область моих научных интересов входят изучение биоразнообразия, таксономии, экологии, репродуктивной биологии и применение в биотехнологии диатомовых водорослей различных местообитаний, – рассказывает о себе Вероника Борисовна.

– Недавно вам была присуждена премия имени профессора А.И. Куренцова за цикл работ по теме «Диатомовые водоросли: от биоразнообразия к биотехнологиям». Чем интересны объекты ваших исследований? Есть ли необычные проявления их свойств?

– Диатомовые водоросли представляют одну из крупнейших среди всех водорослей (по разным оценкам на сегодня известно около 20 тысяч видов) и разнообразную в таксономическом отношении группу одноклеточных фототрофных микроорганизмов. Их клетки покрыты кремнеземным панцирем, состоящим из двух створок, надевающихся одна на другую как крышка (эпитека) на коробку (гипотека), а также пояска между ними. При этом в процессе вегетативного деления клетки диатомей постепенно уменьшаются и способны восстановить свой первоначальный размер в большинстве случаев только благодаря половому воспроизведению. Таким образом, чтобы клетка не погибла, половой процесс в жизненном цикле, как правило, обязателен.

– Что даёт понимание закономерностей жизни этих водорослей? Какие задачи вы ставили перед собой?

– Изучение водорослей представляет большой интерес и важность не только для биологов, но и для палеонтологов, стратиграфов, географов и экологов. Диатомеи являются неотъемлемой составной частью морских и пресноводных экосистем, они населяют различные вневодные местообитания (почвы, поверхность скал и архитектурных сооружений) и даже встречаются на живых организмах (например, на мхах, некоторых морских млекопитающих). В водоёмах эти организмы представляют важнейшее звено в цепочке пищевых связей и являются основными продуцентами органического вещества.

 г. Иремель, Башкортостан, август 2014 года

Фундаментальные исследования диатомей

и их практическое применение

– Информация о разнообразии и биологии водорослей, включая жизненный цикл, всё ещё является неполной. Хотя эти данные могут иметь большое значение для решения многих фундаментальных и прикладных вопросов биологии. Диатомовые водоросли – это важный источник ценных для людей биологически активных веществ (БАВ), востребованных в биотехнологии: липиды (полиненасыщенные жирные кислоты), каротиноиды (фукоксантин), полисахариды (хризоламинарин), наноразмерные кремнистые структуры и др. При этом число таксонов диатомей, использующихся на практике, остаётся весьма ограниченным (около десятка видов). Длительное поддержание гетероталличных клонов этих организмов в жизнеспособном состоянии проблематично из-за особенностей их жизненного цикла, при котором происходит уменьшение размера створок во время вегетативного размножения и дальнейшая их гибель. Таким образом, поиск перспективных для производства метаболитов новых видов и клонов диатомовых водорослей с разработкой технологии поддержания их культур является важным для практики, особенно в условиях импортозамещения.

Вероника Борисовна за световым микроскопом, ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

– Встречаются ли какие-то трудности в исследованиях? Какие методы, подходы использовали для их решения?

– Проблема поддержания культур диатомовых водорослей в жизнеспособном состоянии заключается в том, что вызвать половой процесс крайне сложно, ведь для каждого вида нужны разные условия. Поэтому иногда мы прибегаем к разным ухищрениям: убираем культуры в холод, подсаливаем питательные среды, культивируем в полной темноте или при определённом световом режиме. Но, к сожалению, это не всегда работает. Ведь, как и у животных и высших растений, у диатомей есть свои стадии развития: дорепродуктивная (клетка ещё слишком молодая и не готова к половому процессу), репродуктивная (клетка способна к половому воспроизведению) и пострепродуктивная (клетка становится уже слишком мелкой («старой») и теряет способность к инициации полового процесса). Также виды могут быть как однодомными, так и двудомными. При этом для последних нужно найти ещё и партнёра. Можно сказать, что двудомные виды условно делятся на «девочек» и «мальчиков». И это далеко не все проблемы, с которыми мы сталкиваемся. Таким образом, иногда инициация такого важного, но очень сложного процесса становится для нас настоящим сложным уравнением с множеством неизвестных, которое очень интересно решать.

Отбор проб водорослей, р. Усолка, Башкортостан, сентябрь 2015 года

– Вероника Борисовна, какой период времени охватывают ваши работы? Как в этих временных рамках изменялись, формировались цели и задачи цикла работ?

– Изучением жизненного цикла диатомовых водорослей я занялась ещё в студенчестве. Вначале это был лишь один вид – Nitzschia palea. Постепенно мой интерес расширился, и мне стало интересно, какие типы воспроизведения и особенности жизненного цикла встречаются у других представителей диатомей, как на это влияют различные условия культивирования. На сегодняшний день мной совместно с коллегами с использованием комплексного подхода, включающего методы световой и сканирующей электронной микроскопии, молекулярно-генетического анализа, описаны три новых для науки вида (Luticola tenera Bagmet et al., Stauroneis edaphica Bagmet et al., Stauroneis urbani Bagmet et al.), выявлены три новых для флоры России вида рода Luticola: L. ectorii Levkov, Metzeltin & A.Pavlov, L. permuticoides Metzeltin & Lange-Bertalot  и L. sparsipunctata Levkov, Metzeltin & A.Pavlov. У всех перечисленных таксонов, а также у Nitzschia acidoclinata Lange-Bertalot детально исследованы морфология, ультраструктура панциря, генетика, экология и жизненные циклы, включая половое воспроизведение. Было выявлено, что все они являются гомоталличными и способны существовать в культуре неограниченно долгое время, что позволяет использовать их на практике. Для диатомеи Nitzschia palea впервые показан унипарентальный способ наследования митохондрий.

В.Б. БАГМЕТ за сканирующим электронным микроскопом, ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, апрель 2023 года

В будущем я рассчитываю продолжить анализ биоразнообразия и исследование жизненного цикла (включая половое воспроизведение) диатомовых водорослей различных местообитаний. При этом планируется разработка методов селекции штаммов, продуцирующих наибольшее количество БАВ.

Фото из личного архива Вероники БАГМЕТ