Биология боюнча PhD кандидаты жана РУДН университетинин Экология институтунун доценти Всеволод Павшинцев зебра балыгын жана жасалма интеллектти колдонуу менен таза суу объектилеринин абалын баалоо үчүн инновациялык ыкманы иштеп чыгууда. Университеттин гранты менен колдоого алынган долбоор суунун жөнөкөй химиялык анализинен тышкары, булгоочу заттардын тирүү организмдерге кандай таасир этерин түшүнүүгө багытталган.

Заманбап экологиянын көйгөйү, стандарттуу ыкмалар суудагы антибиотиктердин, гормондордун же пестициддердин издерин аныктай алат, бирок бул заттардын флора менен фаунага кандай таасир этерин ачып бербейт. Всеволод Вячеславович иштеп чыгып жаткан чечим тирүү организмди сезгич биосенсор катары колдонот.

«Жөнөкөй сөз менен айтканда, долбоор «тирүү сууну текшерүү» системасын түзөт: биз суу сактагычтан суу алабыз, аны үлгү организмге тийгизебиз жана химиялык курамды гана эмес, биологиялык реакцияны — жүрүм-турумду, стрессти жана молекулярдык өзгөрүүлөрдү да баалайт», – дейт Всеволод Павшинцев.

Бул кантип иштейт

Изилдөө учурунда окумуштуулар видео байкоо системаларын колдонуу менен Danio rerio балыгынын жүрүм-турумун көзөмөлдөшкөн. Жасалма интеллект эң кичинекей өзгөрүүлөрдү да аныктайт: активдүүлүктүн төмөндөшү, адаттан тыш кыймыл-аракеттер жана тынчсыздануунун күчөшү.

"Жаңылык – бул ыкма бир эле учурда бир нече деңгээлди бириктирет: жасалма интеллектке негизделген жүрүм-турумдук видео байкоо, биохимиялык маркерлер (мисалы, кычкылдануу стресси), организмдеги уулуу процесстер менен байланышкан гендердин экспрессиясы жана, балким, ичеги микробиомасы", – дейт Всеволод Павшинцев.

Бардык маалыматтар санариптик "жооп профилине" бириктирилет, ал булганууну гана аныктабастан, анын мүнөзүн да аныктайт — уулуубу, гормоналдыкпы же нейротоксикалыкпы. Мисалы, гормон сыяктуу заттарга дуушар болгондо, балыктар азыраак активдүү болуп, көбүрөөк тоңуп, жарык жерлерден качышы мүмкүн.

"Биз зебра балыгын колдонобуз, анткени алар бүгүнкү күндө биологиядагы эң популярдуу моделдик организмдердин бири болуп саналат, мааниси боюнча чычкандар жана келемиштер менен салыштырууга болот. Алардын артыкчылыктарына булгоочу заттарга жогорку сезгичтик, тез өнүгүү цикли, стандартташтырылган жүрүм-турумдук тесттердин болушу жана чоң илимий изилдөө базасы кирет. Келечекте жүрүм-турумдун санариптик моделдерин түзүүгө болот, бирок булгоочу заттар гормондор, нерв системасы жана зат алмашуу аркылуу таасир эткендиктен, жаныбарларды толугу менен алмаштыруу азырынча мүмкүн эмес", – дейт Всеволод Павшинцев .

Лабораториядан практикага чейин

Долбоор таза илимий багыттан колдонмо багытка өтүп жатат — балыктардын реакцияларынын маалымат базасы, ошондой эле алардын жүрүм-турумдук жана молекулярдык профилдери түзүлүүдө. Окумуштуу изилдөөнүн келечегин кызматтык лабораторияларды же даяр тест комплекттерин түзүүдө жана акырында методологияны мамлекеттик экологиялык мониторинг стандарттарына киргизүүдө элестетет.

«Эң алгачкы практикалык кардар – бул балык чарбалары, анткени алар үчүн ири көлөмдөгү өндүрүштү ишке киргизүүдөн мурун суу балык өстүрүүгө ылайыктуубу же жокпу, тез арада түшүнүү маанилүү», – дейт Всеволод Павшинцев.

Курулуштун потенциалдуу колдонуучуларынын катарына Росприроднадзор, санитардык-эпидемиологиялык кызматтар жана агынды сууларды көзөмөлдөөнү талап кылган өнөр жай ишканалары кириши мүмкүн. Негизги артыкчылыгы – көйгөйлөрдү чечүүгө багытталган мамиле.

«Эгерде ыкма суу жашоосуна тийгизген таасиринин түрүн аныктаса, ал калыбына келтирүү ыкмасын өзгөртөт: дарылоо чараларын сокурдук менен эмес, конкреттүү түрдө тандоого болот. Мисалы, уулуу зыян химиялык токсиндерди жок кылууну талап кылат, ал эми гормоналдык таасирлер эндокриндик системаны бузган кошулмаларды жок кылуу технологияларын талап кылат», – дейт Всеволод Павшинцев .

РУДН университетинин гранттык колдоосу командага биохимия жана молекулярдык биология үчүн реагенттерди сатып алууга, RT-qPCR (реалдуу убакыттагы полимераз чынжыр реакциясы) жүргүзүүгө жана праймерлерди синтездөөгө мүмкүндүк берди. Каражаттар ошондой эле лабораториялык балыктарды тейлөөгө, илимий журналдарда басылмаларды каржылоого жана жыйынтыктарды эл аралык конференцияларда сыноого жумшалды. Мисалы, Всеволод Вячеславович долбоорду абройлуу FEBS (Европалык биохимиялык коомдор федерациясы) конференциясында сунуштаган.

«Негизги максат – Danio rerio балыктарына биоиндикацияны жөн гана академиялык мамиле эмес, айлана-чөйрөнү мониторингдөөнүн практикалык куралына айландыруу. Жалпысынан алганда, бул балыктарды ар кандай тармактардагы илимий мамилелерди толуктап жана тереңдеткен баалуу илимий курал катары популярдуу кылуу», – дейт Всеволод Павшинцев.

Булак: РУДН