Грибы — вездесущие организмы, влияющие на нашу обыденную жизнь, — из них делают лекарства, производят продукты питания, используют для биотоплива. Изучению грибов посвятила свою деятельность кандидат биологических наук Югорского государственного университета (ЮГУ) Нина Филиппова. Она рассказала о том, как в отдаленной северной глубинке можно сделать прорывные исследования на стыке генетики и микологии — науки, изучающей грибы, а также о планах полететь на Луну.
Нина Филиппова работает в стационаре ЮГУ в поселке Шапша с 2007 года. Совместно с Сибирским микологическим обществом она создала экспозицию «Музей грибов Югры», где собрано более 250 экспонатов, освещающих разные свойства грибов и их роль в природе и нашей жизни. Команда планирует совершить полет на спутник Земли к 2025 году, однако важные открытия происходят уже сейчас — под руководством Филипповой команда молодых ученых молекулярно-генетической лаборатории вуза в 30 км от Ханты-Мансийска открывает новые виды грибов на основе почвенных проб.
По следам грибного ДНК
Научный центр на базе университетского стационара в Шапше был создан на грант Минобрнауки России в 2021 году. Сейчас в нем трудоустроены 10 молодых ученых. Как рассказывает заведующая молекулярно-генетической лаборатории Нина Филиппова, коллектив микологов уже начинает получать данные и проводить все необходимые анализы без участия сторонних экспертов.
«Теперь у нас есть возможность делать открытия в собственных лабораториях, а не отправлять материалы в Москву, другие центры. Это замечательно, когда есть такая лаборатория под рукой: фиксировать новые виды можно быстрее и надежнее», — подчеркивает она.
Кроме того, летом в поселении проходила молекулярная школа для молодых ученых, где занималась группа из 30 российских и зарубежных биологов. Так, научный центр в глубинке становится новой точкой притяжения как для местных специалистов, так и для экспертов из других регионов и стран.
Команда лаборатории занимается оцифровкой данных о биоразнообразии и публикует эти данные в открытом доступе в глобальной информационной системе по биоразнообразию GBIF.
Благодаря секвенированию (расшифровке генов) можно подтверждать новые виды грибов. Но основная задача молодежной лаборатории — освоение методики метогеномного анализа. Это технология, с которой, не определяя сами грибы, из проб почвы или другого субстрата можно получить их ДНК и выяснить, какие микроорганизмы там живут.
«Если совпадений 97% и больше, то считается один вид. Если меньше, то считаются разные виды. Еще до открытия лаборатории мы описали три новых вида грибов. В коллекции есть еще кандидаты на новые виды, которые мы будем анализировать. Это большая работа. Апробирование результатов, опубликование и подтверждение нового вида может занять несколько лет», — отмечает Нина Филиппова.
Таким образом можно определить биоразнообразие, которое содержится на определенном участке — не только растений, но и животных. Также в лаборатории проводится филогенетическая реконструкция — оценка эволюционной истории какого-либо отдельного гена. Ученые определяют разветвление разных видов грибов между собой.
Для чего нужно такое тщательное изучение грибов? Как поясняет миколог, грибы довольно органично вплетаются в нашу обыденную жизнь.
«Часто мы этого даже не замечаем. Такие вещи, как технология изготовления хлеба, где используются дрожжи (а дрожжи — это грибы), приготовление крепких напитков. Грибы применяют в медицине. В нескольких классах лекарств используются вещества, которые содержатся в грибах. С другой стороны, грибы — паразиты растений, они могут стать причиной заболевания. Нужно их изучать, чтобы знать, как от них защититься», — отмечает эксперт.
Что касается употребления грибов в пищу, то есть исследования, показывающие, что у разных групп людей разная способность к перевариванию грибов, так как клетки гриба покрыты хитиновой стенкой, нужны ферменты, чтобы их переваривать.
«В среднем на Севере меньше употребляют грибы, чем в других регионах, например центральной России», — указывает миколог.
Также благодаря грибам деревья получают питательные вещества — микроэлементы, фосфор. К примеру, для укоренения деревьев при искусственных посадках нужно знать, какие должны быть у них партнеры — симбионты-грибы. И воду дерево получает тоже, как ни странно, за счет грибов, благодаря которым площадь всасывания значительно увеличивается. А без воды дерево не смогло бы жить и достичь такой высоты.
От станции юных натуралистов до Луны
Как рассказывает Нина Филиппова, интерес к животным и растениям у нее был с детства благодаря ее родителям-биологам.
«Я ходила на станцию юных натуралистов. Если о растениях в окрестностях мама все знала и показывала мне, то с грибами — другое дело: очень много неизвестных видов, их очень большое разнообразие. Уже будучи в университете, я показывала их специалистам, они говорили: “это что-то непонятное”, “это мы не знаем”. И действительно, спустя какое-то время мы нашли в Югре новый вид для науки и описали его. Потом было еще несколько видов. Эта группа слабоизученная, можно сделать много открытий», — делится эксперт.
После окончания Томского государственного университета Нину Филиппову пригласили работать в открывающийся Югорский госуниверситет.
«Было замечательно, что здесь — в Шапше и Мухрино — сразу появился стационар. Начали работу в полевых условиях, были, можно сказать, первопроходцами. Территория слабоизученная, потому что это Север, здесь только недавно стали открываться университеты», — вспоминает Филиппова.
Сегодня коллекция грибов ЮГУ насчитывает около девяти тысяч образцов, которые хранятся как гербарий — в сухом виде. Правда, коллекция называется не гербарий, а фунгарий, от латинского слова Fungus — гриб. Информация о них хранится в базе данных, которая доступна онлайн и открыта для всех желающих.
За годы работы на Севере Филиппова стала соавтором первого полного списка шляпочных грибов России, опубликованных в разных статьях, книгах за многие десятки лет. В чек-лист вошло более 3 тысяч видов грибов.
Также усилиями эксперта в составе Сибирского микологического общества был создан «Музей грибов Югры». В экспозиции есть муляжи — высушенные плодовые тела грибов, разные прикладные направления и ремесла, связанные с грибами:можно слепить грибы, написать картину грибными красками.
Помимо этого, объединение микологов планирует полет на Луну в 2025 году — как символ развития данного направления науки: «Это такая мечта, стремление развиваться дальше», — поделилась миколог.
