Первичным звеном всех водных экосистем является фитопланктон, представленный одноклеточными фотосинтезирующими организмами — микроводорослями и цианобактериями.
В Чёрном море более 90 % биомассы фитопланктона создают микроводоросли различной таксономической принадлежности. На их развитие влияют как абиотические факторы среды (свет, температура и биогенные вещества), так и биотические. Среди последних, как установлено к настоящему времени, важную роль играют альговирусы.
«История изучения морских вирусов, паразитирующих в клетках микроводорослей или альговирусов, насчитывает несколько десятилетий. И сейчас исследователи пришли к заключению, что одной из основных причин гибели функционально активных клеток фитопланктона в морских экосистемах является вирусная инфекция, так как заражение литическим вирусом неизбежно приводит к разрушению водорослей. Однако до настоящего времени специалистам доподлинно неизвестно при каких биотических и абиотических условиях среды фитопланктонные клетки в наибольшей степени подвержены поражению вирусной инфекцией. Мы полагаем, что условия среды влияют не только на микроводоросли, но и на активность альговирусов. В качестве методологической основы для выяснения этих вопросов могут служить исследования по контакту вирусов, изолированных из планктона Чёрного моря, с их хозяевами — микроводорослями в лаборатории в контролируемых условиях. Первый этап таких работ заключается в выделении того или иного литического штамма патогена из морской среды. Эти работы проводят сотрудники нашего подразделения уже почти два года», — отмечает руководитель отдела экологической физиологии водорослей Института биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН д.б.н. Людмила Стельмах.
Важно отметить, что большую помощь в отработке методик изоляции альговирусов оказывают опубликованные в отечественной и зарубежной литературе многочисленные статьи. В Институте биологии южных морей имени А.О. Ковалевского этой работой и изучением некоторых свойств альговирусов долгие годы занималась кандидат медицинских наук Ольга Арсентьевна Степанова, которая сегодня продолжает свою научную деятельность в Институте природно-технических систем РАН (Севастополь). Её исследования по изоляции альговирусов из морской среды и гидробионтов были пионерскими в отечественной науке.
«Сотрудники отдела экологической физиологии водорослей ИнБЮМ, среди которых молодой талантливый исследователь Райса Раисовна Сагадатова, поставили перед собой цель не только выделить различные штаммов альговирусов, но и изучить структурных и функциональных изменения в культурах отдельных видов черноморских микроводорослей под действием вирусной инфекции. Достижение этой цели будет способствовать выявлению факторов среды, определяющих успех контакта альговирусов с водорослями в море», — сообщила Людмила Стельмах.
Выполняемые в ФИЦ ИнБЮМ исследования являются новаторскими и вносят существенный вклад в развитие нового для российской науки направления в морской гидробиологии. Они стали возможны только в настоящее время благодаря хорошей приборной базе, позволяющей проводить качественную световую, флуоресцентную и электронную микроскопию проб, а также оценивать функциональное состояние микроводорослей с помощью метода ПАМ-флуориметрии, который даёт возможность оценивать эффективность работы фотосинтетического аппарата растительных организмов.
Альговирусы — это мельчайшие представители морских экосистем, поражающие микроводоросли, имеют крайне малые размеры (30–200 нм) и обладают простым строением. Основу вирусной частицы составляют нуклеиновые кислоты (РНК или ДНК), хранящие биологическую информацию в виде генетического кода. Внутренняя оболочка альговирусов или капсид состоит из белков. Дополнительная оболочка или суперкапсид, представленная белково-липидным комплексом, покрывает капсид многих альговирусов. Попадая в клетку хозяина, вирусы заставляют его работать на себя и осуществляют свою репликацию за счёт биологического материала водорослей.
Источник: ИнБЮМ РАН.