Ученые узнали о свойстве бактерий-«светлячков» «делать» наночастицы селена
Способность биолюминесцентных бактерий производить наночастицы селена открыли исследователи Сибирского федерального университета (СФУ) и Института биофизики СО РАН, 5 августа сообщает пресс-служба СФУ.
Такие наночастицы могут быть использованы для терапии или адресной доставки лекарств в пораженные органы и ткани, поскольку селен является микроэлементом, жизненно важным для человека. Он необходим для работы иммунной системы и щитовидной железы. Его лечебное действие используют при лечении гепатита, панкреатита, заболеваний кожи и лор-органов.
Недостаток селена в организме человека может привести к дистрофии печени и почек, нарушению роста костей, а у детей вызывать задержку психомоторного развития. При этом в больших количествах соединения селена (селениты и селенаты) могут оказывать токсическое воздействие на живые организмы.
Отсюда вытекает важность регулярного мониторинга содержания этого элемента в воде и почве там, где было отмечено превышение им предельно допустимых норм. Это север Красноярского края, Якутия и Средний Урал.
Ученые СФУ установили, что биолюминесцентные бактерии Photobacterium phosphoreum можно с успехом использовать для мониторинга воды, содержащей соединения селена, так как избыточная концентрация этого элемента гасит яркое свечение бактерий.
При этом данные биолюминесцентные бактерии можно использовать для извлечения избытков селенитов и селенатов из воды, обеззараживая ее, так как они в процессе жизнедеятельности восстанавливают эти ядовитые соединения до безопасной формы — элементарного селена. Особенно интересным было открытие, что эти бактерии-«светлячки» могут преобразовывать излишки соединений селена в наночастицы селена.
Доктор физико-математических наук, профессор кафедры биофизики СФУ Надежда Кудряшева пояснила, что к такой работе биолюминесцентные бактерии приступают тогда, когда избыток селенитов и селенатов в среде обитания начинает угрожать их существованию:
«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. Когда в водоеме возникает подобный избыток, в работу включаются бактерии — они умеют переводить эти соединения в безопасную форму и „упаковывать“ аморфный селен в виде наночастиц».
Кудряшева отметила, что синтезированные бактерией Photobacterium phosphoreum наночастицы селена могут быть использованы в производстве полупроводников, а также в медицине и косметологии как основа для противоопухолевых и антимикробных препаратов.
Кроме того, они могут стать надежными радиопротекторами, защищая организм от радиоактивных элементов. Также наночастицы селена можно использовать в качестве носителей для адресной доставки лекарственных средств, учитывая, что селен высоко совместим с организмом человека и не вызывает аллергической реакции, а на его наночастицах можно легко закреплять лечебные молекулы.
Исследователи намерены продолжить работу с биолюминесцентными бактериями, чтобы проверить их способность синтезировать наночастицы железа.
«Есть такое явление как ферроптоз — программируемая гибель клеток в присутствии железа. Если биолюминесцентные бактерии покажут способность производить наночастицы этого металла, это поспособствует изучению возможностей разрушения раковых клеток с помощью железа», — отметила Надежда Кудряшева.
