Новый метод обнаружения токсичных водорослей в озёрах до образования цветения

Пример цветения водорослей в водоёме. Автор: Анейка Лени, Университет Бирмингема, 2025

Исследователи из Университета Бирмингема разработали новый мощный метод обнаружения опасных сине-зелёных водорослей в пресноводных озёрах. Их метод, основанный на передовой технологии масс-спектрометрии, позволяет выявлять токсичные сине-зелёные водоросли до того, как они начнут наносить вред в рекреационных водах и создавать угрозу для здоровья людей.

Сине-зелёные водоросли (цианобактерии) — это микроорганизмы, часто встречающиеся в прудах, озёрах и океанах по всему миру. В оптимальных условиях они могут образовывать масштабные «цветения», которые выглядят как зелёная слизь, покрывающая поверхность воды.

Хотя эти цветения очень эффективны в поглощении углерода и производстве кислорода, некоторые их разновидности выделяют токсины, опасные для водных обитателей, животных и людей.

Опубликованное в «Журнале Американского химического общества» революционное исследование проанализировало образцы из озёр по всей Великобритании и обнаружило, что содержание сине-зелёных водорослей в них различается.

В отличие от традиционных методов, таких как микроскопия или генетическое секвенирование, новый подход сосредоточен на синем компоненте сине-зелёных водорослей.

Исследователи из Школы биологических наук и Школы химического машиностроения заметили, что синий компонент водорослей слегка различается по размеру у разных видов цианобактерий. Это позволило им отличать токсичные сине-зелёные водоросли от нетоксичных.

«Наш метод быстрый и очень чувствительный, поэтому его можно использовать для мониторинга конкуренции цианобактерий в озёрной воде до того, как доминирующим станет один токсичный штамм», — пояснил Джасприт Саунд, аспирант Университета Бирмингема и ведущий автор исследования.

Технология также позволяет одновременно обнаруживать наличие цианотоксинов, которые, как известно, вызывают поражение печени и неврологические нарушения у людей и животных.

«Новый метод превосходит существующие подходы и не только поможет улучшить качество воды для людей, но и сыграет роль в понимании того, как защитить важные водно-болотные угодья», — добавил доктор Тим Овертон, специалист по микробной биотехнологии.

Доктор Анейка Лени, доцент биологической масс-спектрометрии и старший автор исследования, отметила: «С усилением изменений климата будет расти изменчивость и сложность динамики цветения, поэтому возможность определять состав цветения и наличие токсинов поможет принимать обоснованные решения об ограничениях водопользования, обработке воды и рекомендациях для здоровья населения».

Эта технология затрагивает несколько Целей устойчивого развития ООН, включая «Чистую воду и санитарию» и «Хорошее здоровье и благополучие», направленные на улучшение жизни людей и защиту окружающей среды от последствий изменения климата.

Во многих озёрах уровень токсинов превышает рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды, что подчёркивает острую необходимость в инструментах раннего обнаружения для защиты как населения, так и местных экосистем.

Команда уверена, что их метод масс-спектрометрии сыграет ключевую роль в защите качества воды и здоровья людей в ближайшие годы.

Подробнее: Jaspreet K. Sound et al, A Protein-Centric Mass Spectrometry Approach for Species Identification within Harmful Algal Blooms, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c07419

Источник: University of Birmingham