Впервые за долгое время в университете получено официальное подтверждение настоящего научного открытия: в конце 2012 года диплом на открытие получил старший научный сотрудник лаборатории экологической инженерии и биотехнологии НИИ ББ Владимир Калюжин.

– Если говорить о содержании этой научной работы, то она посвящена механизмам адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды, - рассказывает Калюжин. - Чтобы изучать эти биокинетические процессы, был выбран классический модельный объект – дрожжи.
В работе рассматривалось поведение дрожжевых микроорганизмов при различных условиях обитания. Но главный акцент сделан на адаптации к температурному фактору. Эта проблема сейчас очень актуальна в связи с глобальным потеплением: смогут ли живые организмы так же успешно существовать и размножаться в условиях изменения температуры атмосферы? И видимо, да: по крайней мере, микроорганизмы способны выдержать процесс глобального повышения температуры. Наши опыты это доказали.
Исследования проводились с помощью уникальной установки – турбидостата. Более трех лет пришлось настраивать аппарат и отрабатывать методику, чтобы система стала давать стабильный результат. Аппарат позволяет осуществлять автоселекцию микроорганизмов с конкретно заданными свойствами. Экспериментатор только доливает среду и замеряет параметры.

Ответ – внутри клетки
Для основной массы живых существ на Земле температурный фактор, динамика изменения температуры в течение суток являются очень важными показателями. Температурный оптимум у дрожжей составляет 30-33 градуса по Цельсию. При таких условиях скорость размножения микроорганизмов максимальна. Ниже 30 градусов находятся субоптимальные температуры, выше 33 – супер-оптимальные. И те, и другие плохо сказываются на жизнедеятельности дрожжей.
Однако как-то раз, будучи в Казахстане, я заметил, что дрожжи прекрасно размножаются на опавших листьях и плодах даже тогда, когда температура воздуха достигала 40-42 градусов. Для них это – запредельно. Как микроорганизмы выдерживают такую жару? И предметом моего открытия и является свойство, выработанное дрожжами в таких условиях, – терморезистентность. Дрожжи в течение дня размножаются при субоптимальной и оптимальной температурах, потом температура растет, но микроорганизмы не замечают этого перехода и продолжают плодиться как бы «по инерции». Почему?
Смена поколений у дрожжей в оптимальных условиях (30-33°С) происходит быстро – 2,1-2,3 часа. При повышении или понижении температуры скорость размножения снижается. Однако дрожжи продолжают размножаться и до 40 градусов Цельсия при плавном повышении температуры в стационарном режиме, и даже до 45 градусов – если температура поднимается скачкообразно.
Внутриклеточные процессы, связанные с терморезистентностью, запускаются при пороговой температуре в 37 градусов. Чем обеспечивается это свойство? Если коротко, то определяющим моментом здесь является механизм выработки АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты, чья роль в живом организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Синтез АТФ протекает посредством хемиосмотической, биоэнергетической системы (системы Митчела). Когда мы блокировали процесс выработки АТФ ингибиторами, блокировалась и терморезистентность. А когда ингибитор (вещество, замедляющее или предотвращающее течение химической реакции) убирали – исследуемое нами свойство восстанавливалось. Этот механизм действует во всех живых существах, он давно открыт учеными. Но его влияние на устойчивость организма к температурным перепадам доказано только сейчас.

Генетическая память
Если смотреть шире, в мировоззренческом ключе, то нами доказана очень важная вещь – наследование приобретенных признаков и генетическая память. Классическая генетика убеждена, что приобретенные признаки не могут передаваться потомкам, и сегодня у ученых нет единого мнения по этому вопросу. Еще недавно эта тема была, что называется, из области фантастики. Мы же своими экспериментами доказали, что такое наследование существует: даже находясь при субоптимальной и оптимальной температурах, «родители» передают свойство терморезистентности потомкам последовательно на протяжение четырех-пяти поколений.
Настоящее научное открытие призвано менять мировоззрение людей. Конечно, это произойдет не сразу, не сегодня и, может, даже не в ближайшие годы. Люди с трудом отказываются от прежних взглядов. Однако поскольку биохимический механизм, с которым мы связали свойство терморезистентности, работает у всех видов, то, видимо, нашу теорию можно распространить каким-то образом и на другие живые существа.

Владимир Калюжин выражает благодарность: Владимиру Николаевичу Воронину, зав. отделом интеллектуальной собственности, за помощь при подготовке и продвижении заявки на открытие; Геннадию Федоровичу Плеханову, заслуженному профессору ТГУ, оказавшему поддержку в процессе выполнения работы; Евгению Васильевичу Евдокимову, инициировшему внедрение в лабораторную практику проточных систем культивирования; Валерию Михайловичу Кувшинникову, разработавшему электронную систему управления на принципе обратной связи; Михаилу Петровичу Печеркину, предложившему оптимальный исполнительный сегмент установки.

Подготовила Яна Пчелинцева