ФАНО

Что общего у зубного камня и чайного гриба?

Зубной камень, слизистые наросты в водопроводе, чайный гриб – эти, казалось бы, никак не связанные между собой явления на самом деле имеют много общего. Все это – скопления микроорганизмов, которые образуются на благоприятной среде и функционируют по одному и тому же принципу. По-научному такие сообщества называются биопленками.

Биопленки под микроскопом

Сотрудники Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН занимаются изучением микробных биопленок с 2011 года. Исследованиями руководит и.о. зав. лаборатории д.б.н. Юлия Александровна Маркова.

Биопленки значительно сильнее, чем отдельные микроорганизмы, рассказывает научный сотрудник лаборатории фитоиммунологии к.б.н. Анна Турская. В составе биопленок бактерии окружены экзополимерным матриксом (особым слизистым слоем), который повышает их устойчивость к антибиотикам в сотни и тысячи раз. Биопленка функционирует как единый организм: бактерии в ее составе могут обмениваться информацией и формировать все новые и новые слои.

По словам ученых, сегодня биопленки представляют собой серьезную проблему в первую очередь в медицине. Они активно образуются на вживленных в человеческий организм искусственных сердечных клапанах и катетерах и закупоривают их. Спасти человека в такой ситуации может только замена имплантата. Изучение свойств бактерий, образующих биопленки, поможет ученым в перспективе создать медикаментозное средство для борьбы с ними.

От биопленок страдает и сельское хозяйство. «Отдельные бактерии вызывают гниль на картофеле, помидорах, капусте и целом ряде других культур, преимущественно, пасленовых, – рассказывает Анна Турская. – При этом одним из факторов патогенности бактерий является как раз образование биопленок».

Сейчас исследования сотрудников лаборатории фитоиммунологии связаны главным образом с бактерией Pectobacterium carotovorum , которая провоцирует значительную часть гнилей на сельхозкультурах. Ученые ищут химические соединения, которые могли бы подавлять образование биопленок и которые в дальнейшем можно применять в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений.

Пораженное гнилью растение

Еще одну опасность биопленки создают для водопроводных систем. Как и в случае с искусственными клапанами, они образуются на стенках труб и закупоривают их. Помимо пропускной способности системы, ухудшается и качество воды.

Биопленки в трубке

Схема образования биопленок в трубе

Однако биопленки могут приносить не только вред, но и пользу, отмечает Анна Турская. Некоторые микроорганизмы образуют биопленки на корнях растений и тем самым защищают его от патогенов. В СИФИБР СО РАН такие эксперименты пока не проводят, но готовят соответствующие проекты.

Полезные биопленки используются и на домашних кухнях. Один из примеров – хорошо известный хозяйкам чайный гриб.

Юлия Смирнова,