24 февраля 2023
Анна Медведева
Критическая роль микроскопических грибов в здоровье экосистем планеты хорошо известна, особенно когда речь идет о продовольственном снабжении человечества. Грибы могут как защищать, так и убивать растения, и агронаука уже давно пытается улучшить методы уничтожения патогенов с акцентом на органические методы
Исследователями из лаборатории Shih Microfluidics Lab Университета Конкордия разработан новый метод извлечения ферментов, которые разрушают клеточные стенки вредных микроорганизмов, таких как другие грибные патогены, нематоды и так далее, по сути, действуют как биологический фунгицид и пестицид, пишет портал phys.org.
«Хотя в последние десятилетия произошли улучшения в выращивании штаммов культур клеток млекопитающих или бактерий, используемые методы трудно применить к грибам из-за их специфической морфологии, — говорит Кенза Самлали, основной автор статьи. — Поэтому существует большой интерес к автоматизированным системам и микрофлюидике, которые могут выявлять микроорганизмы».
Кандидат наук Кьяра Леал Алвес в соавторстве со студенткой магистратуры Университета Торонто Марой Езерник и Стивом Ши, адъюнкт-профессором электротехники и вычислительной техники, изучила гриб Clonostachys rosea. Этот гриб хорошо известен своей токсичностью по отношению к другим типам грибов, бактерий и нематод.
Целью ученых было найти способ заставить гриб производить больше каталитических ферментов, защищающих урожай. Особое внимание они уделили способу защиты сельскохозяйственных культур от фузариоза – эта грибная болезнь поражает широкий спектр культур с является причиной повышенного риска содержания микотоксинов в пище и кормах.
Однако свойства всех грибов затрудняют их исследование, отмечают авторы работы. Грибы быстро растут, производя веретенообразные гифы, которые могут затруднить их изучение в виде нанолитровых капель, используемых в микрофлюидике.
Поэтому ученые создали новый субстрат для выращивания c. rosea внутри капли, что позволило им проанализировать одну спору на тысячу видов ферментов, которые она экспрессировала в процессе твердофазной ферментации. Они также разработали устройство для аккуратной сортировки грибов, которые производят полезные ферменты в больших количествах, используя очень низкую электростатическую силу, сохраняя капли нетронутыми.
Также они смогли определить несколько десятков различных штаммов полезных ферментов из десятков тысяч экспрессированных для производства биопестицидов.
«Изучать организмы на основе грибов очень сложно, — почеркнул Ши. — Микрофлюидный метод, разработанный Кензой и Кьярой, является настоящим прорывом в этой области, особенно для определения грибных антагонистов. Мы видим немедленное применение этого в области сельского хозяйства, а чуть позже в фармакологии для разработки препаратов, связанных со здоровьем человека».
(Источник: phys.org. На фото микрожидкостное устройство, разработанное Shih Microfluidics Lab.. Фото предоставлено Университетом Конкордия).
