Биолог из США возглавит лабораторию в ДГТУ

— Во-первых, мы делаем акцент на пробиотики на основе спорообразующих бацилл. Они могут оставаться живыми на протяжении столетий. Это очень важный биотехнологический фактор. Бактерия в виде споры может пережить все возможные виды обработки — высушивание, нагревание до высоких температур и т. д. Кроме того, спорообразующие бактерии необязательно населяют ЖКТ животного. Можно внести микроорганизм, когда он нужен, а если от него необходимо отказаться, то подача пробиотика прекращается, и бактерии выходят из организма животного естественным путем. То есть не происходит колонизация ЖКТ, благодаря чему весь процесс использования пробиотиков становится более контролируемым. Кроме того, мы планируем выращивать микроорганизмы методом твердофазной ферментации, в то время как сейчас чаще всего используется ферментация жидкофазная, то есть бактерии размножаются в питательной жидкости, затем их собирают и высушивают. Технологически это вполне нормальный процесс. Но выяснилось, что при выращивании на твердой среде бактерии образуют биопленки. А попадая в виде биопленки в ЖКТ животного, они там размножаются и обустраиваются намного легче, быстрее и эффективнее. Мы это тоже учитываем и стремимся разработать технологии производства пробиотиков на основе биопленок.

— В чем преимущества таких продуктов для животноводов?

— Это эффективность работы, стоимость и экологическая чистота. Эффективность обеспечивают биопленки и спорообразование: для создания кормовой добавки можно использовать любые технологические процессы. Кроме того, процесс твердофазной ферментации требует значительно меньших затрат электроэнергии, воды и других ресурсов. При этом он практически безотходный. Что касается экологической чистоты, то спорообразующие бациллы в природе присутствуют практически везде, в том числе в почве. Можно даже использовать в производстве пробиотиков микроорганизмы, которые попадают в ЖКТ, скажем, курицы, делают свою работу, а затем организм их уничтожает, в природу они просто не попадают. Таким образом, мы повышаем экономическую эффективность использования пробиотиков и ограждаем животноводов и птицеводов от возможных претензий со стороны контролирующих органов в сфере экологии. Есть еще один момент. Авторы ряда научных публикаций утверждают, что пробиотики обеспечивают повышение не только мышечной массы сельскохозяйственных животных, но и качество мяса, в частности содержание в них короткоцепочечных жирных кислот, полезных для человеческого кишечника и даже замедляющих размножение раковых клеток. Мясо кур, получающих пробиотики, содержит больше белков, аминокислот и меньше жиров. Наконец, в некоторых научных работах отмечено улучшение вкусовых качеств такого мяса.

— Кто создал задел для проведения данных исследований на базе ДГТУ?

— Это заслуга коллективов ученых из разных вузов. Наука — это постоянное передвижение ученых и формирование новых творческих связей. Ученые объединяются по интересам моментально — как химические элементы в ходе той или иной реакции. На одной научной конференции меня представили коллеге из Южного федерального университета. Оказалось, что наши интересы пересекаются, и мы выиграли грант Российского научного фонда. Первые разработки появились в результате сотрудничества двух лабораторий: моей, в Университете Ратгерса, и ЮФУ. Нам нужны были специалисты, знающие, как устроены организмы животных. Мы микробиологи, биотехнологи, биохимики, но наши разработки предназначены для живых организмов, и нам нужны ученые, которые понимают и животных, и микробиологию. В поиске таких специалистов мы оказались в ДГТУ, где нашли колоссальную поддержку, и в нашей работе произошел серьезный качественный скачок. Сейчас самые потрясающие, интересные и дерзкие исследования проводятся на стыке дисциплин. И это ярко проявляется в нашем исследовании: я привнес в него молекулярную микробиологию, ЮФУ — биотехнологию, ДГТУ — ветеринарию и инженерию.

— Чем в вашей команде занимаются инженеры?

— Один из проектов в рамках мегагранта мы назвали «Железная курица». Дело в том, что нет аппаратов, моделирующих ЖКТ конкретных животных. Для исследований берут человеческую модель и подстраивают под тот или иной вид животных. Мы же хотим создать устройство, моделирующее именно ЖКТ животного. На первом этапе это будет курица. Чтобы понять, как пробиотики могут улучшать качество жизни животных и повышать качество мясных продуктов, нужно разобраться, что именно делают бактерии. Проведение экспериментов на животных дорого и неоправданно по многим аспектам, в том числе этическим. Кроме того, проводить моделирование в этом случае будет намного сложнее, потому что живой организм — это функция с массой переменных, а чем меньше будет переменных на начальных этапах моделирования, тем оно будет точнее. Для создания искусственного ЖКТ курицы нужно собрать микробиологов, ветеринаров, зоотехнологов, инженеров и программистов. Мегагрант будет способствовать развитию довольно неожиданных для нас подразделений университета. Мы, например, не думали, что вовлечем в проект столько инженеров: сейчас их около 10, а мы предполагали, что будет один-два человека. Такие крупные проекты подтягивают к себе весь вуз, все факультеты, службы, исследовательские коллективы. Хорошо, что ДГТУ — крупный университет: можно получить консультацию или вовлечь в группу нужного специалиста.

— На какие цели планируется направить средства мегагранта?

— Перед нами стоит более широкая задача, чем закупить оборудование, выполнить требования грантовой программы, а потом уже думать, что дальше делать с нашей лабораторией. Мы стремимся выстроить стратегию, которая выйдет за пределы работы в рамках гранта. Я участвую в нескольких проектах с коллегами из Армении: мы изучаем воздействие пробиотиков на иммунную систему овец. Востребованность таких разработок очень высокая. Тех же кошек и собак тоже нужно лечить, поддерживая их здоровье. А для этого необходимо понимать, что происходит у них в организме.

— К исследованиям планируется привлекать индустриальных партнеров ДГТУ из сферы АПК?

— Мы будем вести как лабораторную работу, так и исследования с привлечением коллег, которые участвуют в грантовой программе и сотрудничают с птицеводческими предприятиями Ростовской области. Планируется также поиск партнеров, заинтересованных в наших продуктах и производственных мощностях по ферментации. У истоков нашей инициативы вместе с нами работала стартап-компания «Южная мануфактура», и мы надеемся на продолжение сотрудничества. Планируется активно работать с Попечительским советом ДГТУ.

Научно-производственный комплекс будет распределен по разным факультетам и кафедрам ДГТУ. Наш Центр агробиотехнологии объединит три составляющие: научную, образовательную и производственную. Центр поможет включить деятельность студентов в фундаментальную науку и в производство на всех его этапах. Надеемся, что птицеводческим и животноводческим хозяйствам будут интересны наши возможности в сфере производства, фундаментальных исследований и моделирования не только действия пробиотиков, но и эффективности новых лекарственных препаратов, биодобавок для конкретных видов животных. Эксперименты мы начнем с полигона ДГТУ в поселке Рассвет, где работает наше опытное хозяйство. Такие опыты нельзя начинать с птицефабрик, где живут сотни тысяч птиц.

— Будут ли данные исследования включены в учебные программы ДГТУ?

— Мы готовим к лицензированию образовательную программу по зооинженерии, в которую обязательно включим курс, связанный с использованием пробиотиков в животноводстве. Кроме того, в ДГТУ начал работу Институт опережающих технологий «Школа Икс», и я планирую прочесть для ее студентов курс лекций о том, как можно использовать биотехнологии для получения продуктов сельского хозяйства. Там учатся студенты, способные к самостоятельному научному творчеству. Мы будем активно развивать подготовку кадров высшей квалификации в аспирантуре и докторантуре. В рамках проекта планируется конференция по пробиотикам — мы надеемся привлечь и зарубежных ученых.

За счет средств мегагранта мы намерены создать творческий коллектив с новыми мыслями и идеями, способный решать самые дерзкие задачи. Сейчас в исследовательской группе около 30 человек — примерно по 10 на каждом из трех основных направлений: биотехнологии, микробиология, инженерные науки. При необходимости с появлением новых задач мы привлекаем новых специалистов. И очень хотелось бы, чтобы эти ученые участвовали и в процессе обучения студентов. Связь науки с преподаванием чрезвычайно важна. В Университете Ратгерса преподаватели занимаются одновременно и наукой, и преподаванием. Когда ты несешь новые разработки в лекционный зал, у студентов появляется ощущение сопричастности к научным исследованиям, а у тебя — возможность сразу выводить в свет результаты своей работы. Это необходимо использовать.

О пробиотиках.

Всемирная организация здравоохранения определяет пробиотики как живые микроорганизмы, которые при введении в адекватном количестве приносят пользу здоровью хозяина. Пробиотики могут заменить антибиотики в качестве биодобавок, используемых для профилактики инфекционных болезней и природных стимуляторов роста сельскохозяйственных животных.

Россельхознадзор разработал ряд поправок к закону «О ветеринарии». Они призваны строго регламентировать использование антибиотиков в животноводстве и птицеводстве. Особое внимание уделяется контролю над применением антибиотиков в качестве стимуляторов роста и для профилактики инфекционных заболеваний у сельскохозяйственных животных и птицы. Руководитель Россельхознадзора С. А. Данкверт также сообщил о находящейся на стадии разработки статьи, регламентирующей изготовление лекарственных препаратов в кормах.