Пермские генетики сделали первый шаг к спасению мира от «химического СПИДа»
Ученые ПГНИУ закончили первый этап интереснейшего проекта – создания детектора опасных химикатов, которые повсюду вокруг нас. Сигнализировать о них должна светящаяся генно-модифицированная бактерия.
Угроза «химического СПИДа»
Планета, действительно, в опасности, говорят пермские ученые-генетики. Дело в том, что практически повсюду вокруг нас – в воде, земле, воздухе – находятся незаметные, но опасные вещества. Ученые особо выделяют 12 таких ядов вокруг нас – так называемую «грязную дюжину».
В нее входят «полихлорированные бифенилы» (ПХБ). Это – определенные химические соединения, содержащие хлор. При отравлении ими симптомы разные: головные боли, утомляемость, чувство ползания мурашек. Даже в малых дозах эти вещества могут вызвать тяжелые заболевания. Они провоцируют болезни печени, почек, нервной системы и многие другие, в том числе рак. Все потому, что они сильно подавляют иммунитет человека. Поэтому неформально ученые называют это «химическим СПИДом».
Беда в том, что эти ядовитые вещества массово производили по всему миру с 30-х годов прошлого века. В России их выпускали, например, на заводах в Дзержинске и Уфе. Они использовались много где: например, в трансформаторах, в покрытии электрических проводов, в разных клеях, лаках, красках и т.д. За десятки лет по всей земле выпустили миллионы тонн этих ядовитых химикатов. И с тех пор большая их часть попала в окружающую среду. Как? Например, сжигались отходы, загорались трансформаторы. Или ПХБ попросту вывозили на свалки. Так они попадали в воду и почву. А оттуда – допустим, в рыбу, мясо, овощи и т.д.
Как же спастись от этих ядов? Гигантская сложность в том, что они очень стойкие. И «противоядия», по сути, нет, объясняют специалисты. Единственное спасение – обнаружить их и правильно утилизировать. Попросту – очистить планету от этого губительного загрязнителя.
Кишечная палочка-выручалочка
В прошлом году пермские ученые как раз и занялись тем, чтобы дешевым и безопасным способом обнаружить ПХБ в природе. Сначала за дело взялись биологи. Они создали генно-модифицированную бактерию: взяли кишечную палочку и внедрили в нее ген, который заставляет ее светиться, если рядом есть эти опасные химикаты.
В результате, «почуяв» ядовитые вещества, ГМО-бактерия реагирует и начинает светиться красным. Чем ярче – тем выше концентрация опасного вещества.
Дальше к разработке подключились физики. Они создали микрочип. Это - миниатюрный своего рода «контейнер», размером со спичечный коробок. В него поместили клетки ГМО-бактерии. И вот прототип биосенсора готов. Это крошечное устройство может заменить целую химическую лабораторию. Достаточно капли воды, и, если в ней есть опасные хлорсодержащие вещества, то детектор сразу сигнализирует об этом. Светится он или нет, пока можно увидеть только под микроскопом.
К настоящему моменту ученые закончили первый этап проекта, сообщили ТЕКСТУ в ПГНИУ. Они провели множество исследований, изменили алгоритм конструирования ГМО-клеток на более эффективный, и изготовили партию микрочипов. Кроме того, на территории бывшего производства галогенсодержащих соединений в Чапаевске Самарской области ученые отобрали образцы почвы, донных отложений и воды, которые будут использовать для тестирования биодетектора. К слову, концентрации ПХБ в этих образцах в 4-18 раз превышает предельно допустимую.
В дальнейшем к генетикам и физикам должны будут присоединиться программисты, которые создадут программное обеспечение для количественного подсчета вредных веществ. Таким образом, в мире появится биодетектор одного из основных ядов «грязной дюжины».
Создать его ученые планируют к концу 2015 года. Что важно, он будет недорогим. Разработчики пока не могут назвать цену. Но, для понимания, себестоимость микрочипа оценивается сейчас примерно в 40-50 рублей, выяснил ТЕКСТ.
Работает над исследованием большая по меркам научных проектов команда – около 5 человек. Это сотрудники молекулярно-генетической лаборатории (кафедра ботаники и генетики растений), лаборатории микрофлюидики (кафедра общей физики), а также лаборатории молекулярной биологии и генетики Естественнонаучного института ПГНИУ. Надо отметить, что для создания самой генно-модифицированной бактерии исследователи Михаил Шумков и Анна Воронина ездили в Москву, в институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, а микрочип их коллеги-ученые создавали уже в Перми.
Что дальше?
Предположим, в ближайшем будущем биодетектор уже готов, усовершенствован, налажено его серийное производство. Это своего рода бытовой гаджет для всех, кто волнуется, насколько экологически чисто вокруг (безопасны ли еда, предметы, воздух и т.д.).
Тогда возникает закономерный вопрос – обнаружили смертельно опасное вещество, а что дальше?
Как объясняют ученые, уничтожить ПХБ можно разными способами, в том числе их сжигают при высоких температурах. В мире есть компании, которые этим занимаются. Стоит этот процесс от 70 центов до $5,5 за килограмм (данные «Международного центра наилучших природоохранных технологий», ЮНИДО).
Но так же, как и выявить, уничтожить их можно с помощью бактерий. Для этого генетики уже выводят такой штамм, который разлагает опасные вещества. В будущем это могут быть, например, капсулы с бактериями или суспензии, которые распространяются в зоне загрязнения вредными химикатами.
«Если не бороться с этой проблемой, то она приведет к глобальным последствиям с точки зрения здоровья человека, – говорит участник проекта, инженер-исследователь Анна Воронина. – В зоне риска – весь земной шар».
Угроза «химического СПИДа»
Планета, действительно, в опасности, говорят пермские ученые-генетики. Дело в том, что практически повсюду вокруг нас – в воде, земле, воздухе – находятся незаметные, но опасные вещества. Ученые особо выделяют 12 таких ядов вокруг нас – так называемую «грязную дюжину».
В нее входят «полихлорированные бифенилы» (ПХБ). Это – определенные химические соединения, содержащие хлор. При отравлении ими симптомы разные: головные боли, утомляемость, чувство ползания мурашек. Даже в малых дозах эти вещества могут вызвать тяжелые заболевания. Они провоцируют болезни печени, почек, нервной системы и многие другие, в том числе рак. Все потому, что они сильно подавляют иммунитет человека. Поэтому неформально ученые называют это «химическим СПИДом».
Беда в том, что эти ядовитые вещества массово производили по всему миру с 30-х годов прошлого века. В России их выпускали, например, на заводах в Дзержинске и Уфе. Они использовались много где: например, в трансформаторах, в покрытии электрических проводов, в разных клеях, лаках, красках и т.д. За десятки лет по всей земле выпустили миллионы тонн этих ядовитых химикатов. И с тех пор большая их часть попала в окружающую среду. Как? Например, сжигались отходы, загорались трансформаторы. Или ПХБ попросту вывозили на свалки. Так они попадали в воду и почву. А оттуда – допустим, в рыбу, мясо, овощи и т.д.
Как же спастись от этих ядов? Гигантская сложность в том, что они очень стойкие. И «противоядия», по сути, нет, объясняют специалисты. Единственное спасение – обнаружить их и правильно утилизировать. Попросту – очистить планету от этого губительного загрязнителя.
Кишечная палочка-выручалочка
В прошлом году пермские ученые как раз и занялись тем, чтобы дешевым и безопасным способом обнаружить ПХБ в природе. Сначала за дело взялись биологи. Они создали генно-модифицированную бактерию: взяли кишечную палочку и внедрили в нее ген, который заставляет ее светиться, если рядом есть эти опасные химикаты.
В результате, «почуяв» ядовитые вещества, ГМО-бактерия реагирует и начинает светиться красным. Чем ярче – тем выше концентрация опасного вещества.
Дальше к разработке подключились физики. Они создали микрочип. Это - миниатюрный своего рода «контейнер», размером со спичечный коробок. В него поместили клетки ГМО-бактерии. И вот прототип биосенсора готов. Это крошечное устройство может заменить целую химическую лабораторию. Достаточно капли воды, и, если в ней есть опасные хлорсодержащие вещества, то детектор сразу сигнализирует об этом. Светится он или нет, пока можно увидеть только под микроскопом.
К настоящему моменту ученые закончили первый этап проекта, сообщили ТЕКСТУ в ПГНИУ. Они провели множество исследований, изменили алгоритм конструирования ГМО-клеток на более эффективный, и изготовили партию микрочипов. Кроме того, на территории бывшего производства галогенсодержащих соединений в Чапаевске Самарской области ученые отобрали образцы почвы, донных отложений и воды, которые будут использовать для тестирования биодетектора. К слову, концентрации ПХБ в этих образцах в 4-18 раз превышает предельно допустимую.
В дальнейшем к генетикам и физикам должны будут присоединиться программисты, которые создадут программное обеспечение для количественного подсчета вредных веществ. Таким образом, в мире появится биодетектор одного из основных ядов «грязной дюжины».
Создать его ученые планируют к концу 2015 года. Что важно, он будет недорогим. Разработчики пока не могут назвать цену. Но, для понимания, себестоимость микрочипа оценивается сейчас примерно в 40-50 рублей, выяснил ТЕКСТ.
Работает над исследованием большая по меркам научных проектов команда – около 5 человек. Это сотрудники молекулярно-генетической лаборатории (кафедра ботаники и генетики растений), лаборатории микрофлюидики (кафедра общей физики), а также лаборатории молекулярной биологии и генетики Естественнонаучного института ПГНИУ. Надо отметить, что для создания самой генно-модифицированной бактерии исследователи Михаил Шумков и Анна Воронина ездили в Москву, в институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, а микрочип их коллеги-ученые создавали уже в Перми.
Что дальше?
Предположим, в ближайшем будущем биодетектор уже готов, усовершенствован, налажено его серийное производство. Это своего рода бытовой гаджет для всех, кто волнуется, насколько экологически чисто вокруг (безопасны ли еда, предметы, воздух и т.д.).
Тогда возникает закономерный вопрос – обнаружили смертельно опасное вещество, а что дальше?
Как объясняют ученые, уничтожить ПХБ можно разными способами, в том числе их сжигают при высоких температурах. В мире есть компании, которые этим занимаются. Стоит этот процесс от 70 центов до $5,5 за килограмм (данные «Международного центра наилучших природоохранных технологий», ЮНИДО).
Но так же, как и выявить, уничтожить их можно с помощью бактерий. Для этого генетики уже выводят такой штамм, который разлагает опасные вещества. В будущем это могут быть, например, капсулы с бактериями или суспензии, которые распространяются в зоне загрязнения вредными химикатами.
«Если не бороться с этой проблемой, то она приведет к глобальным последствиям с точки зрения здоровья человека, – говорит участник проекта, инженер-исследователь Анна Воронина. – В зоне риска – весь земной шар».
Анастасия Костина (ежедневная пермская интернет-газета ТЕКСТ). Новости Перми, авторские колонки и обзоры на сайте chitaitext.ru.
Подпишитесь на нас в Яндекс.Новости и соцсетях
Реконструкцию трамвайных путей на улице Мира закончат в конце ноября
Подрядчик начал второй этап реконструкции трамвайных путей на улице Мира.