Исследователи изучают способы подавления цветения водорослей

От промыслов моллюсков на западном побережье США до популярных пляжей Нью-Йорка — везде, где процветают вредоносные водоросли, под угрозой оказываются здоровье людей, рыболовство и туристическая экономика. Только за последний год вредоносное цветение водорослей, также известное как «коричневые приливы», привело к закрытию промыслов мидий и моллюсков от Калифорнии до Вашингтона и ряда пляжей вдоль Великих озёр.

Команда исследователей из Корнеллского университета при поддержке Academic Venture Fund занялась изучением взаимосвязанных экологических и клеточных триггеров, ведущих к внезапному, разрушительному росту водорослей. В настоящее время науке известны факторы, способствующие цветению, но не внутренние клеточные процессы в самих водорослях.

Под руководством эксперта-биоинженера Мингминга У команда разработала микрофлюидное устройство на основе гидрогеля для скрининга множества условий, способствующих цветению. Исследователи полагают, что клетки водорослей общаются друг с другом и действуют как команда. Они обнаружили, что с ростом плотности клеток водоросли начинают формировать колонию и вести себя как группа. С помощью микробиолога Корнелла Стефана Уайнэнса команда успешно обнаружила молекулы кворум-сенсинга у бактерий Microcysistis, одного из основных штаммов, образующих цветение. Понимание клеточной коммуникации может потенциально раскрыть способ заблокировать это общение и предотвратить взрывной рост.

Новое устройство команды тестирует уровни азота и фосфора в питательном «коктейле», который подпитывает вредоносное цветение. Устройство напоминает детскую игру «Четыре в ряд» с сеткой полых кружков, каждый из которых содержит немного водорослей и сделан из гелевой мембраны, пропускающей раствор. Каждый круг получает коктейль разной концентрации, что помогает определить точные условия, способствующие внезапному росту.

«Теперь у нас есть инструмент, позволяющий быстро анализировать условия, при которых возникает цветение, — сказал Мингминг У. — Мы планируем создать тепловую карту, которая поможет другим исследователям прогнозировать и диагностировать условия для вредоносного цветения водорослей».