Светящиеся бактерии помогут определить безопасные дозы облучения для животных
Российские исследователи разработали новый метод для определения безопасных уровней ионизирующего облучения, необходимого для животных. В небольших дозах радиация может активировать ряд физиологических процессов, что открывает новые возможности для применения этой технологии в сельском хозяйстве. Однако положительный эффект наблюдается только в узком диапазоне доз, который можно определить с помощью бактерий: их свечение изменяется в зависимости от уровня облучения. Эксперты предупреждают, что сложность организмов животных и их индивидуальные реакции на низкие дозы могут затруднить применение этой технологии в промышленных масштабах. Об этом пишет Известия.
Ученые из Института биофизики СО РАН, Сибирского федерального университета и Красноярского государственного аграрного университета предложили быстрый бактериальный тест для определения оптимальных уровней радиации для животных. Воздействие в диапазоне от десятков до сотен миллигрей (мГр) может активировать обмен веществ, рост и накопление биомассы. Использование таких технологий может привести к новым достижениям в животноводстве и ветеринарии, однако превышение допустимых доз может угнетать функции организма. Разработка теста позволит своевременно выявлять риски и предотвращать их.
— Стимулирование малыми количествами стрессовых факторов описывается моделью гормезиса, — объяснила ведущий научный сотрудник ИБ СО РАН, профессор Надежда Кудряшева. — Это процесс, при котором организмы стремятся найти баланс и адаптироваться к внешним воздействиям.
В эксперименте исследователи сравнили воздействие радиации на бактерии и клетки кроликов, используя тритиевую воду в качестве источника излучения. Интенсивность свечения морских светящихся бактерий изменялась в зависимости от уровня радиационного воздействия.
Результаты показали, что клетки крови животных и бактерии реагируют на радиацию схожим образом. Активность лейкоцитов, которые являются показателем иммунного ответа, изменялась аналогично свечению бактерий: при низких дозах наблюдалась активация, а при увеличении уровня облучения — угнетение. Бактерии реагировали на меньшие дозы радиации, чем клетки животных.
— Мы сопоставили реакции бактерий и высших организмов, — пояснила Кудряшева. — Это говорит о том, что бактериальный тест может служить ранним индикатором рисков.
Специалисты считают, что разработка позволит быстро подбирать безопасные дозы облучения для сельскохозяйственных животных. Однако из-за различий между бактериями и сложными организмами возможности метода следует ограничивать прогнозированием клеточных процессов. Например, с его помощью можно оценить влияние облучения на активность иммунных клеток. В будущем метод может быть адаптирован для экологического мониторинга и предотвращения последствий радиационных аварий.
— Технологии облучения малыми дозами активно применяются для снижения бактериальной нагрузки на продукты, — отметил заместитель генерального директора по науке АО НИИТФА Марат Исмагилов. — Это безопасно при соблюдении установленных требований.
Перед промышленным применением радиационной обработки исследуют влияние на продукты, включая их вкус и структуру. Технология переходит в промышленный режим только после подтверждения отсутствия рисков для здоровья потребителей.
— Слово «радиация» вызывает страх, — добавила заведующая кафедрой биологии НИЯУ МИФИ Людмила Комарова. — Безопасность мяса и молока, полученных с использованием такой стимуляции, хорошо изучена. Важно понимать, что облучение не приводит к превращению стабильных элементов в радиоактивные.
Существуют данные о том, что низкие и средние уровни ионизирующего излучения способны стимулировать рост и выживаемость различных организмов, включая растения и млекопитающих. Однако применение таких технологий в животноводстве пока ограничено. Основная проблема заключается в индивидуальных реакциях организмов на низкодозовое облучение, что затрудняет получение одинаковых результатов.
— Биотесты на светящихся бактериях эффективны для первичного скрининга, — отметил Сергей Титов из Пензенского государственного университета. — Они чувствительны и позволяют исследовать множество образцов одновременно. Однако различия в метаболизме и механизмах восстановления ДНК между бактериями и млекопитающими могут влиять на точность прогноза. Кроме того, на интенсивность свечения могут влиять различные факторы, такие как температура и состав среды. Поэтому диапазон доз, определенный с помощью теста, необходимо дополнительно проверять на клетках животных.
