В ПГНИУ завершился первый этап работ по созданию биочипа для детекции опасных органических загрязнителей

Научный коллектив Пермского университета завершил первый этап создания детектора опасных органических загрязнителей – полихлорированных бифенилов (ПХБ). Эти токсичные вещества оказывают сильное воздействие на организм даже в малых дозах, подавляют иммунитет и могут стать причиной тяжелых заболеваний.

 

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 17 июня 2014 года №14.574.21.0028 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по проекту «Создание биосенсора для детекции и мониторинга стойких органических загрязнителей (полихлорированных бифенилов) в компонентах окружающей среды с использованием бактериальных клеток и микрожидкостного чипа» (шифр 2014-14-576-0058-020) на первом этапе в период с 17 июня по 31 декабря 2014 года выполнялись следующие работы: составлен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему; проведены патентные исследования; разработаны теоретические подходы к созданию бактериальных клеток-репортеров и создана генетическая конструкция; разработана топология микрожидкостного чипа; проведен скрининг образцов почв, донных отложений, воды, загрязненных полихлорированными бифенилами (ПХБ), с оценкой концентрации ПХБ аналитическими методами; подобраны условия использования экстрактов из загрязненных ПХБ образцов почвы, донных образцов, воды при применении микрожидкостной технологии.

 

При этом были получены следующие результаты. На основании обзора литературных данных и анализа патентных исследований были сделаны выводы об отсутствии в настоящее время патентов, которые могут препятствовать применению в Российской Федерации биосенсоров для детекции и мониторинга полихлорированных бифенилов (ПХБ) в компонентах окружающей среды с использованием бактериальных клеток и микрожидкостного чипа, а также о наличии ряда преимуществ разрабатываемого биосенсора перед известными способами определения ПХБ в окружающей среде. Предложены теоретические подходы к созданию бактериальных клеток-репортеров для детекции ПХБ при использовании в микрожидкостном чипе (МЖЧ). В процессе работы над созданием клеток E. coli с репортерным генным слиянием для детекции ПХБ исходный алгоритм их конструирования был заменён более эффективным. Полученное генное слияние с использованием метода гомологичной рекомбинации было перенесено в хромосому E. coli. Отбор целевых клонов производили по устойчивости к ампициллину, в связи с чем в настоящий момент ведутся работы по удалению из хромсомы E. coli гена устойчивости к этому антибиотику. Разработана методология изготовления МЖЧ, по технологии мягкой литографии изготовлен мастер для реплицирования МЖЧ, создан общий чертеж образца МЖЧ. Проведены экспериментальные работы и разработана методика подготовки биологических образцов (клеток E. coli в «агарозных бусинах»). Изготовлена партия МЖЧ, проведены экспериментальные работы по иммобилизации «агарозных бусин» в МЖЧ, составлено методическое указание. Запущен процесс тестирования биоселективного элемента биосенсора на определение времени биологической активности бактерий E. coli, заключенных в «агарозных бусины» при температуре -20°С. Изучена возможность использования гексана, как экстрагента ПХБ из компонентов окружающей среды, в МЖЧ с иммобилизованными бактериальными клетками-репортерами. При скрининге 27 проб в образцах почвы, донных отложений и воды, отобранных с территорий бывшего производства галогенсодержащих соединений (г. Чапаевск, Самарской области) были обнаружены ПХБ в количестве от 3,6 до 17,9 раз превышающем предельно допустимые концентрации.

 

Полученные за отчетный период результаты свидетельствуют об успешном завершении работ по этапу 1 проекта.

 

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

 

Напомним, исследования проводятся сотрудниками кафедры ботаники и генетики растений биологического факультета, кафедры общей физики физического факультета и лаборатории молекулярной биологии и генетики ЕНИ ПГНИУ.

 

Подробнее с ходом исследований можно познакомиться в статье пермской краевой газеты «Звезда».

 

Кафедра ботаники и генетики растений

Отдел по связям с общественностью