CC BY
29
Экспедиции
Вестник ДВО РАН. 2015. № 6
47-Я ЭКСПЕДИЦИЯ В ОХОТСКОЕ И БЕРИНГОВО МОРЯ НА НИС «АКАДЕМИК ОПАРИН» (ИЮЛЬ-АВГУСТ 2015 г.)
Экспедиция № 47 на борту НИС «Академик Опарин» была организована и проведена Тихоокеанским институтом биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН при участии сотрудников Биолого-почвенного института ДВО РАН и Камчатского государственного технического университета (г. Петропавловск-Камчатский) в период с 25 июля по 23 августа 2015 г. Всего в экспедиции приняли участие 22 научных сотрудника.
Участники 47-й экспедиции Тихоокеанского института биоорганической химии им Г.Б. Елякова на НИС «Академик Опарин» в Охотском и Беринговом морях, июль-август 2015 г.
Фото А.А. Черных
Участники экспедиции готовятся к работе на литорали о-ва Итуруп. Здесь и далее фото А.Н. Юрченко
Проведение экспедиции было поддержано грантом № 15-1-1-067Э программы Президиума РАН «Дальний Восток», а работы по изучению химического состава экстрактов беспозвоночных профинансированы из средств гранта № 15-1-5-007о.
Руководил экспедицией заместитель директора ТИБОХ ДВО РАН д.х.н. С.Н. Федоров. Его заместителем по научным вопросам была научный сотрудник этого института
к.б.н. Е.А. Юрченко. Функции заместителя по общим вопросам выполнял научный сотрудник ТИБОХ В.Б. Красохин, ученого секретаря - старший научный сотрудник ТИБОХ к.б.н. С.И. Бахолдина. Забортные работы проводились под руководством В.Н. Петрова, начальника отдела морских экспедиционных работ ТИБОХ ДВО РАН.
Основная цель экспедиции - изучение химического разнообразия биологически активных веществ морских беспозвоночных животных, бактерий, низших грибов и водорослей Охотского (район центральных и северных Курильских островов) и Берингова (район Командорских островов) морей. Планировалось выполнить следующие работы: поиск биологических источников новых физиологически активных веществ с противоопухолевой, противо-микробной активностью и иммуномоделирующим действием среди морских беспозвоночных (губки, иглокожие, кишечнополостные, асцидии); оценка химического разнообразия этих веществ и их биологической активности; исследование химического разнообразия в морских бактериях, низших грибах и водорослях; сбор образцов животных, растений и микроорганизмов для последующих биохимических исследований в лабораторных условиях и обновления музейных коллекций института.
Маршрут экспедиции проходил через районы, прилегающие к островам Итуруп, Уруп, Черные Братья, Беринга, Парамушир, Онекотан и Симушир.
В ходе экспедиции была выполнена 61 гидробиологическая и литоральная станция в Охотском и Беринговом морях, а также в акватории Тихого океана вблизи Курильских и Командорских островов. На этих станциях гидробиологами под руководством В.Б. Кра-сохина было собрано 475 образцов морских беспозвоночных животных и 62 образца
Сбор объектов методом драгирования в районе о-ва Беринга
ламинариевых водорослей. Большинство образцов беспозвоночных - морские губки (тип Ро1гГега). Эти организмы наиболее часто встречались на гидробиологических станциях. Остальные собранные объекты - асцидии, моллюски, ракообразные, иглокожие и представители некоторых других типов морских беспозвоночных.
Участники химического отряда экспедиции под руководством к.х.н. А.Н. Юрченко изучали химический состав фракций вторичных метаболитов из собранных образцов беспозвоночных животных. Д.б.н. М.В. Пивкиным, к.б.н. Е.А. Юрченко и Е.М. Минько были протестированы на биологическую активность этанольные экстракты 378 образцов. Установлено, что биологической активностью обладали экстракты 178 образцов, в том числе гемолитической активностью - 59 образцов. Токсичность по отношению к мышиным спленоцитам показали экстракты 52 образцов, два из них вызывали агрегацию спленоцитов. Токсичность в отношении клеток асцитной карциномы Эрлиха в той или иной степени зафиксирована для 136 экстрактов. Экстракт губки (образец 047-092) вызывал апоптоз клеток карциномы Эрлиха. Значительное ингибирование адгезии мышиных
Д.С. и Е.А.
Махазен (БПИ ДВО РАН) Васильева (ТИБОХ ДВО РАН) собирают гемолимфу членистоногих для получения гемоцианина
Работа в биохимической лаборатории: А.Г. Гузий и Е.М. Минько (ТИБОХ ДВО РАН) готовят экстракты беспозвоночных для изучения их биологической активности
Н.Ю. Чернышева (ТИБОХ ДВО РАН) фильтрует морскую воду для получения образца для метагеномных исследований
перитонеальных макрофагов отмечено для 8 образцов, а сильнейшую активацию адгезии (более чем в 2 раза по сравнению с контролем) наблюдали для экстрактов двух образцов губок. Противомикробную активность проявили 15 экстрактов.
Участниками биохимического отряда экспедиции под руководством д.х.н. И.Ю. Бакуниной было показано, что 123 экстракта беспозвоночных животных обладают ингибирую-щим действием на а-галактозидазу из морской бактерии Pseudoalteromonas sp. КММ 701, 16 экстрактов ингибируют мутантную а-галактозидазу C493N и 19 экстрактов - a-N-ацетилгалактозаминидазу. Кроме того, обнаружены экстракты, эффективно действующие на все три указанных фермента.
На лектинную активность и специфичность лектинов было изучено 40 образцов беспозвоночных. Наиболее заметную активность и перспективную специфичность показали 5 образцов, 3 из них (голотурии) были заготовлены для углубленного лабораторного исследования.
Во время экспедиции для метагеномных исследований микробных сообществ было собрано 42 образца, из них 14 ассоциированных с бурой водорослью Fucus evanescens и 28 - с другими морскими гидробионтами. В дальнейшем из заготовленных образцов планируется выделить генетический материал и провести поиск генов и оперонов различных внутри- и внеклеточных ферментов трансформации биополимеров, липидов, сахаров и биосинтеза перспективных вторичных метаболитов для потенциального применения в биотехнологии и медицине. Такой метагеномный подход дает возможность идентифицировать и изучать некультивируемые виды микроорганизмов. Эта область исследований представляет собой новый подход к изучению микробных сообществ как единых систем, без индивидуального культивирования их участников.
С целью дальнейшего выделения в лабораторных условиях гемоцианина для создания на его основе Н^-детектирующего биосенсора было собрано 37 образцов гемолимфы различных видов моллюсков и членистоногих.
Е.А. Юрченко и Е.М. Минько (ТИБОХ ДВО РАН) проводят исследование острой токсичности экстрактов в отношении мышей линии СВ-1
Для выделения микроорганизмов было собрано 108 образцов морских растений, животных и грунтов. Выделено 326 штаммов грибов с поверхности водорослей и из морских животных, при этом эндофитных грибов в бурых водорослях не обнаружено. 40 экстрактов штаммов грибов, выделенных с поверхности водоросли Fucus evanescens, были проверены на антибиотическую активность.
Для дальнейших таксономических исследований подготовлено 113 гербарных листов макрофитов (Chlorophyta, Rhodophyta, Phaeophyceae), отобрано 62 образца ламинариевых водорослей для молекулярно-генетического анализа.
Дополнительно участником экспедиции к.б.н. О.В. Полохиным (Биолого-почвенный институт ДВО РАН) изучались подводные почвы и биота морского дна (в частности, морские травы, водоросли и грибы), а также наземные растения островов Курильской гряды. Всего отобрано 45 образцов подводных морских почв (акваземов).
23 августа 2015 г. научная экспедиция завершила свою работу в акватории Охотского и Берингова морей, и научно-исследовательское судно «Академик Опарин» вернулось в родной порт Владивосток.
*ЮРЧЕНКО Екатерина Александровна, кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФЕДОРОВ Сергей Николаевич, доктор химических наук, заместитель директора (Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, Владивосток).
*E-mail: [email protected]
