Производственные мощности: российские учёные получили наночастицы селена при помощи морских бактерий

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.