| 16. |
Аннотация |
Уязвимость северных и арктических экосистем к антропогенной нагрузке обусловливает необходимость разработки эффективных биотехнологических методов, направленных на ускорение их восстановления. В Республике Коми наиболее актуальными направлениями экологической биотехнологии являются: биоремедиация нефтезагрязненных территорий и очистка водоемов от нефти, а также утилизация и комплексная переработка лигноцеллюлозных отходов деревообрабатывающей промышленности. Накопление длительно хранимых кородревесных отходов на открытой местности негативно влияет на атмосферный воздух, водные объекты, почвы и подземные горизонты. Новизна и оригинальность исследований заключается в том, что в настоящее время отсутствуют высокотехнологичные решения по ликвидации и переработке длительно хранимых на складах кородревесных отходов, в связи с чем актуальна разработка экологически безопасной технологии по биотрансформации кородревесных отходов с получением полифункциональных продуктов с высокой добавленной стоимостью: биосорбентов для очистки почв от нефтепродуктов, биоудобрений и биостимуляторов роста растений, субстратов для культивирования дереворазрушающих грибов, биопрепаратов на основе живых культур микроорганизмов для агроэкосистем. Оригинальность исследований по биоремедиации нефтезагрязненных почв заключается в том, что создаваемые микробиологические препараты сохраняют свою эффективность в условиях холодного климата и криогенных почв.
С принятием новой Стратегии развития Арктики до 2035 г. приток рабочей силы на северо-арктические территории значительно возрастет. На Севере и в Арктике в нефтегазодобывающей промышленности, строительстве и на транспорте все шире внедряется вахтово-экспедиционный метод, который осложняет адаптацию организма человека в высоких широтах. Одним из проявлений синдрома полярного напряжения является падение работоспособности, которое на Севере с возрастом идет быстрее, чем у лиц, проживающих в комфортных климатических условиях. В связи с вышесказанным актуальным направлением исследований, нацеленных на повышение адаптационного потенциала организма и иммунитета у северян, является разработка новых биологически активных добавок к пище и продуктов функционального питания на основе фитоэкдистероидов и экдизон-подобных соединений, выделяемых из растений, культивируемых растительных клеток и грибов. Стресс-протекторный механизм действия фитоэкдистероидов, доказанный в прежних исследованиях коллектива, предопределяет новизну и приоритетность ожидаемых результатов по обнаружению у фитоэкдистероидов и экдизон-подобных соединений способности регулировать уровень кортизола и продукцию цитокинов, а значит, в перспективе создание новых лекарственных средств, сдерживающих развитие цитокинового шторма при инфицировании новой коронавирусной инфекцией.
Цель заключается в разработке научных основ биотехнологий в двух актуальных направлениях: по экологической биотехнологии – биотрансформация длительно хранимых кородревесных отходов с получением продуктов с добавленной стоимостью: питательных субстратов для повышения плодородия почв и культивирования дереворазрушающих грибов, биосорбентов на основе нефтеокисляющих микроорганизмов; по здоровьесбережению – получение биологически активных соединений фитоэкдистероидов и экдизон-подобных соединений из растений, биомассы культивируемых растительных клеток и грибов, создание на их основе новых биологически активных добавок к пище, повышающих адаптационный потенциал и иммунитет человека в условиях Севера.
1. По экологической биотехнологии:
1.1. Изучение компонентного состава и токсичности кородревесных отходов длительного хранения по вертикальному градиенту.
1.2. Выделение в чистую культуру микроорганизмов из кородревесных субстратов и определение биотехнологического потенциала коллекционных и выделенных продуцентов для ускоренной трансформации отходов в полифункциональные биопродукты с добавленной стоимостью.
1.3. Разработка и оценка эффективности биоразлагаемых сорбентов на основе трансформированных кородревесных отходов с иммобилизованными микроорганизмами для целей ремедиации нефтезагрязненных объектов.
2. По биотехнологии биологически активных соединений:
2.1. Изучение состава вторичных метаболитов (фитоэкдистероиды, экдизон-подобные соединения и иной природы) в нативных растениях и клеточных культурах растений рода Vitex, в плодовых телах и культуре дереворазрушающих грибов (преимущественно рода Polyporus) современными физико-химическими методами;
2.2. Физиолого-биохимическая регуляция биосинтеза вторичных метаболитов в клеточных культурах растений рода Vitex. Оценка возможности повышения синтеза целевых метаболитов при совместном культивировании клеточных культур растений с микроорганизмами.
2.3. Физиологический скрининг экстрактов и целевых метаболитов нативных растений и клеточных культур растений рода Vitex, плодовых тел и культуры грибов рода Polyporus. Выявление целевых метаболитов с повышенной стресс-протекторной, иммуномодулирующей и противовоспалительной активностью. |