Российские учёные установили, что люминесцентные морские бактерии Photobacterium phosphoreum могут производить наночастицы селена, одновременно очищая воду от токсичных соединений этого элемента. Бактерии также служат индикатором присутствия химических примесей в воде: в таких условиях микроорганизмы перестают светиться. Как считают авторы исследования, полученные при помощи бактерий наночастицы селена могут применяться в ряде сфер — от медицины и фармакологии до производства полупроводников.
Учёные из Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН выяснили, что светящиеся морские бактерии (Photobacterium phosphoreum) способны производить наночастицы селена, забирая соединения этого элемента из окружающей среды. Полученные таким способом частицы могут найти применение в ряде сфер: при производстве полупроводников, в медицине, пищевых добавках (БАД), фармацевтике и косметологии. Об этом RT сообщили в Минобрнауки.
Исследование проводится при поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда науки.
Учёные открыли способность бактерий синтезировать наночастицы, изучая другие свойства этих микроорганизмов, — обнаружилось, что они меняют своё свечение в присутствии селена, который в высоких концентрациях может загрязнять водоёмы и представлять опасность для живых организмов. В физиологических (нормальных) концентрациях селен важен для правильного функционирования организма человека и животных, участвует в работе иммунной системы и щитовидной железы. У населения во многих регионах планеты наблюдается дефицит этого микроэлемента, поскольку его содержание в почве и воде ниже необходимого уровня. В то же время избыток селена может привести к интоксикации.
«В России есть регионы, где естественным образом превышено содержание токсичных соединений селена — они есть в воде, почвах и горных породах. Также водорастворимые соединения селена часто попадают в окружающую среду из-за антропогенных факторов, например добычи полезных ископаемых», — пояснила в беседе с RT доктор физико-математических наук, профессор кафедры биофизики СФУ Надежда Кудряшева.
Биолюминесцентные бактерии Photobacterium phosphoreum изначально были открыты в качестве симбионтов глубоководных морских обитателей. Микроорганизмы обладают характерной особенностью: в химически загрязнённой воде они перестают светиться, что позволяет использовать их в качестве экологического индикатора токсичности.
Изучая индикаторные свойства бактерий в отношении селена, учёные заметили, что они не просто указывают на его избыток в воде, но ещё и очищают её. Микроорганизмы поедают токсичные соединения селена, преобразуя их в безопасную форму — элементарный селен. Затем из атомов вещества внутри бактериальных клеток формируются наночастицы селена.
«Можно сказать, что биолюминесцентные бактерии начинают производить эти наночастицы в экстремальных для себя условиях, когда избыток селенитов и селенатов (токсичные соединения селена) в среде обитания начинает угрожать их существованию», — рассказала Надежда Кудряшева.
Учёные не исключают, что такие наночастицы могут использоваться как основа для противоопухолевых и антимикробных препаратов, а также как противолучевое средство: согласно некоторым исследованиям, селен может снижать вред от радиационного облучения. Ещё наночастицы селена могут стать носителем для адресной доставки лекарственных средств: на них легко закреплять нужные молекулы, а сам селен хорошо совместим с организмом человека и не вызывает аллергической реакции.
