Геологи СПбГУ извлекли из глубоководных одноклеточных наночастицы, перспективные для адресной доставки лекарств

Фораминиферы — это простейшие одноклеточные организмы сложной формы и структуры, размер которых в диаметре и поперечнике достигает всего 0,1‑1 мм. Они представляют одну из древнейших форм жизни на планете. Осадочные породы, сформированные их раковинами за сотни тысяч лет, покрывают не менее четверти поверхности Земли, поэтому они используются для определения возраста недр при проведении буровых работ. Современные фораминиферы обитают преимущественно в морях и океанах, ранее ученые находили их на дне Марианской впадины на глубине более 10 тысяч метров, а также в соленых подпочвенных водах Центральной Азии.

Результаты исследования опубликованы в материалах конференции Biogenic— Abiogenic Interactions in Natural and Anthropogenic Systems 2022.

Раковины фораминифер состоят преимущественно из соединений, содержащих кальций, углерод и кислород. При этом в раковинах также образуются наноразмерные включения металлов и их оксидов, например железа. Как отмечают ученые СПбГУ, механизмы формирования таких частиц до конца неизвестны, однако в перспективе фораминиферы могут использоваться в качестве потенциального источника для получения биосовместимых структур на основе магнитных наночастиц. Такие структуры могут применяться в персонализированной медицине, тканевой инженерии и других областях.

По словам авторов исследования, магнитные наночастицы естественного происхождения могут превосходить по физическим параметрам и биосовместимости аналоги, полученные в лаборатории. Для подтверждения этой научной гипотезы требуются масштабные исследования физико‑химических и биологических свойств раковин фораминифер.

В рамках большого проекта по изучению раковин атлантических фораминифер научная группа, в состав которой вошли исследователи из Санкт‑Петербургского университета, впервые извлекла несколько образцов, содержащих биогенные наночастицы магнетита.

Как отметил докторант, доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Камиль Гареев, в найденных образцах удалось обнаружить наночастицы, которые обладают суперпарамагнитными свойствами, благодаря чему могут найти применение для решения задач персонализированный медицины, наноэлектроники и других.

Образцы для исследования были получены в ходе рейсов научно‑исследовательского судна «Профессор Логачёв» НПП «Полярная морская геологоразведочная экспедиция» в район Срединно‑Атлантического хребта. После завершения экспедиции найденные фораминиферы передали ученым из СПбГУ и ЛЭТИ. Исследователи с помощью метода магнитной сепарации отобрали раковины одноклеточных, которые содержали ферримагнитные включения, в том числе магнетит — природный оксид железа. Свойства железосодержащих образцов раковин ученые изучили с помощью комплекса современных методов, включающего оптическую и электронную микроскопию, рентгеновскую дифрактометрию, а также вибрационную магнитометрию.

Санкт‑Петербургский университет является лидером по количеству грантов Российского научного фонда. В 2022 году ученые СПбГУ получили 112 грантов, это 5,5 % от общего числа победивших проектов и наибольшее число грантов для одной организации. При этом 25% поддержанных проектов выполняются под руководством молодых исследователей. В 2023 году Университет сохранил лидерство по данному конкурсу РНФ: ученые СПбГУ получили 70 грантов, это 5 % от общего числа победивших проектов. От Санкт‑Петербургского университета на конкурс 2023 года было подано 214 заявок, и практически каждая третья из них получила поддержку.

«Биогенные минералы железа, обладающие ферримагнитными свойствами, встречаются во многих живых организмах: магнитотактических бактериях, некоторых видах протистов (водорослей и простейших) и эукариотов (насекомых, моллюсков, рыб, птиц и млекопитающих). Они участвуют в процессах магнитотаксиса (процесса движения бактерий под действием магнитного поля), в качестве средства для запасания железа, для укрепления тканей. Процессы биоминерализации у этих организмов довольно хорошо изучены (прежде всего образование магнетита в магнитотактических бактериях). В то время как механизмы образования минералов железа и его физиологические функции у эукариотических протистов, в частности у фораминифер, остаются в значительной степени неизвестными», — рассказала доцент СПбГУ (кафедра физики Земли) Елена Сергиенко.

В дальнейшем планируется более подробно изучить полученные наночастицы, их природу и возможности применения.

Санкт‑Петербургский государственный университет — первый университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт-Петербургский университет отметит свой 300‑летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в  честь СПбГУ, выпуск банковских карт со  специальным дизайном, создание почтовых марок, посвященных истории первого университета России, брендирование  самолета авиакомпании «Россия» и многое другое.

По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт-Петербургского университета. В день 300‑летия Университета на Ростральных колоннах будут зажжены факелы. Дворцовый мост украсят флаги Университета, а общественный транспорт — его символика, на новых туристических картах города появятся здания СПбГУ, вблизи них будут размещены тематические и исторические материалы. В мае 2024 года Университет примет участие в праздновании Дня города, а знаменитый праздник выпускников «Алые паруса» будет посвящен юбилеям СПбГУ и Российской академии наук. Также Университет запустил сайт, посвященный предстоящему празднику, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях подготовки к юбилею.