Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института ядерной физики им. Г. И  Будкера СО РАН провели серию экспериментов по облучению термофильных (живущих при относительно высоких температурах — от 45°С) микроорганизмов мощным терагерцовым излучением. Ранее аналогичные исследования проводились на бактерии E.Coli (кишечной палочке). Сравнив полученные результаты, специалисты пришли к выводу, что, несмотря на существенные различия в геноме, а также в строении клеток, в обоих случаях ТГц-излучение запускает похожие процессы. При этом степень влияния на термофильные организмы в целом оказывается ниже — прежде всего за счет их термоустойчивости. Данные исследования необходимы для понимания механизмов воздействия электромагнитных волн терагерцового диапазона на живые организмы. Эксперименты проводились на уникальной научной установке «Новосибирский лазер на свободных электронах» (Новосибирский ЛСЭ). Результаты представлены в сборнике научных трудов VI съезда биофизиков России (том 2)
 
Работы по изучению влияния терагерцового излучения на различные микроорганизмы ИЦиГ СО РАН проводит уже довольно давно. Сначала объектом исследований стала широко изученная бактерия E.Coli (кишечная палочка). Тогда эксперименты показали, что кроме ожидаемых температурных эффектов, под воздействием ТГц-излучения живые объекты дают еще и специфические ответы различных генетических систем. Для того, чтобы подробнее изучить эти ответы, требовался объект, более устойчивый к воздействию высоких температур — ученые выбрали новый термофильный микроорганизм, который способен вести жизнедеятельность при температурах 50—80°С. Специалисты выделили его из образцов микробных сообществ, отобранных во время экспедиционных работ в зонах геотермальной активности Камчатки и Прибайкалья. Новый штамм был назван Geobacillus icigianus — в честь ИЦиГ СО РАН.
 
«На этапе работ с E.Coli, мы составили для нее подробные карты экспрессии (активности) генов в ответ на однократное воздействие ТГц-излучением, — рассказывает заместитель директора ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Сергей Евгеньевич Пельтек. — Затем мы выдвинули гипотезу о том, что в разных организмах, геномы и свойства которых довольно сильно отличаются друг от друга, регистрируется изменение экспрессии похожих белков. Прежде всего, задействованы энергетические компоненты, которые отвечают за транспортировку протонов и электронов в клетках».
 
По словам Сергея Пельтека, специфический стрессовый ответ на влияние излучения у организмов может быть разным, как пример, бактерия E.Coli формируют его в виде защитных пленок. В то же время, ответ Geobacillus icigianus, который имеет другую клеточную структуру и более устойчив к воздействию внешних факторов, будет другим. Но в обоих случаях наверняка будут задействованы энергетические системы клеток. Цель дальнейших исследований ученых — более детальное изучение и сравнение различных клеточных реакций. Все это необходимо для того, чтобы лучше понять механизм воздействия терагерцового излучения на живые организмы.
 
«Для проведения биологических исследований c использованием терагерцового излучения Лазера на свободных электронах в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения (ЦКП СЦСТИ) оборудована специальная экспериментальная станция, которая позволяет проводить безопасные работы с живыми объектами, — рассказывает координатор работ пользователей Новосибирского ЛСЭ старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Михайлович Попик. — Оборудование рабочей станции позволяет регулировать и контролировать интенсивность, и равномерность облучения биологических образцов, а также их температуру — с точностью до нескольких сотых градуса. Все это обеспечивает повторяемость экспериментов с живыми объектами».
 
Пресс-служба ИЯФ СО РАН

Источники

Бактерии из камчатских гейзеров оказались устойчивы к терагерцовому излучению
Наука в Сибири (sbras.info), 15/05/2020
Термофильные бактерии камчатских гейзеров показали повышенную устойчивость к воздействию ТГц-излучения
Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН, 15/05/2020
Термофильные бактерии камчатских гейзеров показали повышенную устойчивость к воздействию ТГц-излучения
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 17/05/2020
Бактерии из камчатских гейзеров оказались устойчивы к терагерцовому излучению
Дело (delo-kira.ru), 15/05/2020
Бактерии из камчатских гейзеров оказались устойчивы к терагерцовому излучению
Seldon.News (news.myseldon.com), 15/05/2020
Термофильные бактерии камчатских гейзеров показали повышенную устойчивость к воздействию ТГц-излучения
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 15/05/2020
Ученые ИЦиГ СО РАН и ИЯФ СО РАН выяснили, что бактерии из камчатских гейзеров устойчивы к терагерцовому излучению
Научная Россия (scientificrussia.ru), 21/05/2020
Закаленные гейзером. Бактериям с Камчатки не страшно даже терагерцовое излучение
Поиск (poisknews.ru), 24/05/2020

Похожие новости

  • 05/02/2018

    Новосибирские физики и биологи исследуют влияние терагерцевых волн на живые организмы

    ​Как подчинить бактерии нажатием кнопки? В Академгородке физики и биологи исследуют реакцию кишечной палочки на терагерцевые волны. Малоизученный вид излучения может принести человечеству не меньше, а то и больше пользы, чем рентген.
    1243
  • 22/04/2020

    Ученые установили: малые дозы радиации повреждают ДНК проростков семян лука

    ​​Специалисты двух российских институтов (Институт биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» – ИБФ СО РАН; ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» – ИЦиГ СО РАН) исследовали влияние гамма-излучения на степень повреждения ДНК проростков семян лука.
    300
  • 26/12/2016

    В ИЯФ СО РАН разрабатывают новый способ лечения опухолей мозга

    ​Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН исследуют метод микропучковой рентгеновской терапии злокачественных опухолей мозга. Уже проведены пробные эксперименты по облучению клеточных культур глиомы человека с добавлением наночастиц оксида марганца.
    2068
  • 30/10/2018

    Наночастицы оксида марганца снижают негативные эффекты радиационного воздействия на организм мышей

    В процессе совместной работы по поиску оптимальных условий радиотерапии глиом ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) показали, что введенные в организм наночастицы оксида марганца на фоне микропучкового облучения позволяют нейтрализовать вредные факторы, связанные с облучением лабораторных животных.
    825
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    4164
  • 09/06/2018

    ИЯФ СО РАН предоставит площадку для лечения

    ​Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН готов предоставить на своей территории площадку для лечения методом бор-нейтронозахватной терапии онкобольных, которым не помогают другие методы. Это должно быть временным решением до появления специализированной клиники, проект которой разрабатывается в Новосибирском государственном университете.
    1779
  • 23/10/2019

    ИЯФ СО РАН начал создавать установки БНЗТ для клинических условий

    Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН объявили о разработке компактного ускорительного источника нейтронов, который предполагается использовать в медицинских учреждениях. Этот источник предназначен для лечения трудноизлечимых опухолей головного мозга методом бор-нейтронозахватной терапии.
    582
  • 27/12/2018

    Чем 2018-й год запомнится новосибирцам?

    ​Год 100-летия комсомола и Красной Армии, а также год выборов высших государственных чиновников Новосибирской области и России запомнится многим жителям региона, как спокойное, созидательное время. Одной из самых больших интриг года была избирательная кампания губернатора, в которой собирались участвовать Андрей Травников и Анатолий Локоть.
    1217
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    3463
  • 24/09/2019

    Новосибирские физики обсудили с коллегами со всего мира новое в работе с ускорителями частиц

    ​Новосибирские физики делятся опытом с учеными из разных стран. В Институте Ядерной физики - международное совещание: эксперты обсуждают новое в работе с ускорителями частиц. В чем новосибирские исследователи сегодня мировые лидеры? Прототип секции охлаждения электронного кулера для российского коллайдера «Ника», который сейчас строят в Подмосковье, представили в Институте ядерной физики СО РАН новосибирские ученые.
    532