27.02.2023 - Биологи из КарНЦ РАН нашли способ снизить необходимость использования антибиотиков при разведении форели

Если садковый эксперимент в основном был посвящен наблюдениям за макропоказателями – выживаемостью рыбы, ее ростом и устойчивостью к неблагоприятным факторам, то целью аквариального эксперимента стал поиск молекулярных механизмов влияния ДГК на организм форели. Результаты этой работы опубликованы в международном журнале Animals.

Эксперимент проводили в аквариальном комплексе Института биологии КарНЦ РАН. 160 рыб поместили в восемь аквариумов, разделив на четыре группы. Рыбы первой группы содержались на стандартном корме при температуре 14 °С. Рыбы второй группы содержались на стандартном корме, а температуру воды в аквариумах повышали на 1 °С в сутки до 23 °С. Рыбы третьей и четвертой группы также содержались при температуре 14 °С и повышенной температуре, но с кормом получали ДГК. Кроме того, ученые столкнулись с незапланированным фактором: вся форель оказалась заражена паразитическими плоскими червями рода гиродактилюс. Как оказалось, степень заражения рыб была меньше в группе, получавшей ДГК с кормом. По окончании аквариального эксперимента у рыб были взяты пробы печени на транскриптомный анализ.

Транскриптом – полный набор молекул матричной РНК в клетке. Транскрипт — это молекула РНК, считываемая с соответствующего гена или участка ДНК. Некоторые из генов считываются (экспрессируются) лишь при определенных обстоятельствах. Если эти обстоятельства возникли, и организму потребовалось «включить» тот или иной ген, то на основе матрицы ДНК синтезируется молекула РНК (этот процесс и называется транскрипцией), которая затем в свою очередь передаст генетическую информацию белку. Белки выполняют важнейшие функции организма, от строительных до защитных, и именно они в конечном счете реализуют эффекты «включившегося» гена.

– То есть, набор генов (геном) одинаков в любой клетке организма, но набор транскриптов (транскриптом), которые с них синтезируются, уже разный, в зависимости от условий. Анализ транскриптома дает информацию о состоянии организма, органа или ткани в данный момент времени в конкретных условиях. По результатам анализа мы можем говорить о том, что у организмов данной группы экспрессируются определенные гены, потому что на них повлиял какой-либо фактор. И в своем эксперименте мы провели анализ, изучая влияние трех факторов: повышения температуры воды, зараженности и влияния добавки, – пояснила ученый.

Транскриптомный анализ петрозаводские ученые проводили при участии Санкт-Петербургского государственного университета и Лимнологического института СО РАН (г. Иркутск).

— При влиянии повышенной температуры мы увидели классический ответ: активируются гены шаперонов – белков теплового шока. Но у рыб, получавших ДГК с кормом, был более интенсивный запуск генов белков-шаперонов, их синтезировалось больше. В присутствии ДГК продуцировалось меньше холестерина и других стеролов. В случае же, когда температура не повышалась, разницы на уровне транскриптома между группами, получавшими и не получавшими ДГК, не было.

В результате, ученые подтвердили свой вывод, сделанный в ходе предыдущих экспериментов: на нормальную физиологию ДГК не влияет, но если появляется стрессовый фактор (заболевание, повышение температуры, гипоксия и др.), добавка может помочь организму справиться с ним. Таким образом, применение ДГК в качестве пищевой добавки снижает необходимость использования антибиотиков при разведении форели и не оказывает токсичного эффекта ни на человека, ни на окружающую среду.

Подводя итоги пятилетней работы, Надежда Канцерова поблагодарила коллег и отметила, что слаженная работа и взаимная поддержка всех участников исследования стали одним из главных залогов успеха проекта.