В Томском государственном университете создан самый большой биобанк молочнокислых микроорганизмов из традиционных продуктов РФ
Группа микробиологов из Томского государственного университета, МГУ и ФИЦ «Биотехнологии» РАН изучает молочнокислые микроорганизмы в традиционных продуктах из разных регионов России. Исследование кисломолочных микроорганизмов является частью проекта по развитию устойчивости к антибиотикам. Цель ученых – провести широкомасштабные исследования микробиомов кисломолочных продуктов животного происхождения с помощью генетических технологий. Результаты помогут решить задачу импортозамещения зарубежных заквасок, создавать продукты с новыми характеристиками и развивать новые направления применения молочнокислых микроорганизмов. Проект реализуется при поддержке Минобрнауки РФ.
– Россия – единственная страна, в которой представлено такое разнообразие – сотни молочнокислых продуктов, от питьевой формы (кефир, простокваша, айран, шубат и другие) до различных видов сыров, творога, – говорит научный сотрудник кафедры микробиологии Биологического института МГУ Андрей Шестаков. – Весь этот набор по факту является колоссальным пулом тех штаммов, которые мы сейчас исследуем и сможем использовать в российской пищевой промышленности.
Для хранения изучаемых микроорганизмов на базе ТГУ создан биобанк, сейчас в нем насчитывается около 300 штаммов, до конца 2023 года добавится еще столько же. География сбора образцов представлена на интеркативной карте биобанка ТГУ.
– Нас в первую очередь интересуют штаммы, которые присутствуют в продуктах, приготовленных не промышленными, а традиционными методами, – поясняет старший научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН Татьяна Кочеткова. – Поэтому образцы молочнокислых продуктов приобретались не в магазинах, а на рынках, у фермеров, частников по всей России – от Хабаровска и Владивостока до Архангельска. Много образцов собрано на Северном Кавказе и в Бурятии, славящихся своим разнообразием кисломолочных продуктов и древними традициями их приготовления. В проекте наряду с такими привычными продуктами, как сметана, творог, различные домашние сыры, тан, айран, исследованы редкие, встречающиеся только в определенных регионах – шубат, хурунга, хурууд, аарса.
Среди собранных образцов – продукты из молока коров, лошадей, верблюдов, а также молочнокислые микроорганизмы, выделенные из фекалий некоторых диких животных, например, архаров.
– Исследования носят одновременно фундаментальный и прикладной характер, – рассказывает руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Ольга Карначук. – Мы изучаем молочнокислые микроорганизмы с точки зрения генотипа. Чтобы понять, какие штаммы присутствуют в том или ином продукте, мы используем технологии высокопроизводительного секвенирования: по участкам ДНК идентифицируем виды, которые присутствуют в пробе. Информация о геноме позволяет предсказать функциональные характеристики микроорганизма, оценить перспективу его применения в пищевой промышленности.
Ученые проводят сравнительный анализ микроорганизмов из разных регионов, сопоставляют с литературными данными из других стран и отмечают, что некоторые кисломолочные микроорганизмы, выделенные из собранных проб, не имеют аналогов. Результаты сравнения недавно опубликованы в журнале «Microorganisms»
Одна из практических задач проекта – оценить выделенные культуры по устойчивости к антибиотикам. Резистентность микроорганизмов, в том числе кисломолочных, к антибиотикам становится все более распространенной, и очень важно, чтобы такие штаммы не попали на производство. Если потребитель получит их в составе пробиотиков или кисломолочных продуктов, то схожая устойчивость может формироваться и у человека.
Данные, полученные молекулярно-генетическими методами, вместе с чистыми, выделенными из исследуемых продуктов бактериями ученые будут использовать для создания стабильных, высокоэффективных сообществ микроорганизмов. Они станут основой как для привычных, так и для новых кисломолочных продуктов с заданными свойствами.
Как отмечают ученые, генетический анализ и селективный отбор бактерий и грибков дает возможность развивать самые прогрессивные направления, например, использовать кисломолочные микроорганизмы для питания и обеспечения жизнедеятельности человека в космосе.
На фото: Ольга Карначук, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ / фото: пресс-служба ТГУ