Ученые из лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ разработали метод, позволивший получить экстракт биологически активных веществ из жира личинок черной львинки — одного из видов мух. Эти вещества обладают уникальными антибактериальными свойствами и могут уничтожать патогенные бактерии, устойчивые к антибиотикам. Работа опубликована в журнале Microorganisms, кратко о ней сообщает пресс-служба МФТИ.
Среди разнообразных болезней сельскохозяйственных растений, с которыми приходится бороться в агропромышленности, значительное место занимают бактериальные. Самый распространенный способ борьбы с ними в настоящее время — это обработка антибиотиками, однако за годы борьбы бактерии стали к ним устойчивыми. Кроме того, антибиотики не всегда действуют направленно на определенный тип бактерий и поражают как вредные, так и полезные для растения микроорганизмы.
В поиске альтернативного способа защиты растений от патогенных микроорганизмов ученые МФТИ обратились к исследованию жира, выделяемого из личинок черной львинки (Hermetia illucens) — мухи, широко распространенной в тропических и субтропических регионах. Ее личинки богаты белком и жирами и нетребовательны к условиям содержания, поэтому их выращивают в промышленных масштабах в качестве корма для животных.
В ходе исследования ученые из лаборатории МФТИ использовали жир (субстанцию из белков и жирных кислот) личинок, полученный путем механического выжимания под прессом. Для экстракции биологически активных соединений из жира биологи опробовали 20 различных органических растворителей. В результате исследований аспиранта МФТИ из Египта Мохамеда Хекаля и научного руководителя проекта Елены Марусич был выбран состав из воды, метанола и соляной кислоты, который позволил выделить более 4 % активных жирных кислот из исходного жира. Метанол помогает жирным кислотам растворяться в воде, а кислая среда стабилизирует полученную смесь.
«Нам удалось подобрать правильное соотношение растворителей, позволивших выделить интересующую нас группу химических соединений. Полученный экстракт обладает антимикробной активностью, и мы показали, что он работает значительно эффективнее антибиотиков. Фактически он может потенциально заменить антибиотики в сельском хозяйстве для борьбы с фитопатогенами», — комментирует заместитель заведующего лабораторией Елена Марусич.
Антибактериальный эффект полученного экстракта был протестирован на пяти видах патогенных бактерий, поражающих растения. Для этого бактерии выращивали на чашках Петри, после чего помещали на них диск фильтровальной бумаги, пропитанный экстрактом в специально подобранной концентрации. Эксперименты показали, что в присутствии экстракта из жира мухи патогенные микроорганизмы погибают. Полученный экстракт можно долго хранить в холодильнике, при этом он не теряет своих антибактериальных свойств.
«Для дальнейшего и более широкого применения в сельском хозяйстве необходимо будет провести дополнительные эксперименты на других актуальных фитопатогенах и выявлить механизмы, лежащие в основе такого антибактериального действия разработанного нами экстракта. Мы хотели бы выразить огромную благодарность Геннадию Иванову — настоящему энтузиасту и зачинателю биотехнологического культивирования личинок этой южноамериканской мухи в России, благодаря которому у нас появилась возможность осуществить такое важное исследование», — добавляет руководитель лаборатории Сергей Леонов.
