Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проведено исследование влияния Бисфенола А на культуру Levilactobacillus brevis 47f. Проведен метаболомный, протеомный и транскриптомный анализ клеток L. brevis 47f, культивированных при различных концентрациях Бисфенола А (0, 2, 20 и 50 мг/л). Анализы выявили значительные изменения в экспрессии некоторых генов и белков при увеличении концентрации токсина, а также в составе метаболитов. Были определены группы дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ), связанных с активностью аминоацил-тРНК-лигазы, связыванием АТФ и ионов. В результате протеомного анализа идентифицировано 1302 уникальных белка. При концентрации 50 мг/л Бисфенола А зафиксировано снижение числа белков на фоне увеличения их активности в процессах стресса и метаболизма. Анализ выявил дозозависимое накопление белков пентозофосфатного пути и шаперонов. Геномное секвенирование и последующий анализ L. brevis 47f выявили ключевые гены и метаболические пути, ответственные за функциональные свойства этого микроорганизма. Было показано, что штамм L. brevis 47f обладает генами, участвующими в синтезе и транспорте важных метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs) и витамины. Также были идентифицированы антиоксидантные гены и гены, участвующие в реакции на стресс. Метаболомный анализ показал увеличение концентрации среднецепочечных жирных кислот и спиртов в результате ферментации. Установлено снижение концентрации фенольных соединений из среды культивирования, что свидетельствует об их переработке штаммом. Исследования на объекте аквакультуры (Acipenser ruthenus). Показано, что добавление L. brevis 47f в корм улучшает ростовые показатели (например, относительный прирост увеличился на 13,5%), а также нормализует антиоксидантный статус и некоторые гематологические параметры при воздействии Бисфенола А. Установлено, что использование пробиотического штамма L. brevis 47f в составе кормов для аквакультуры положительно влияет на ростовые показатели, антиоксидантный статус и устойчивость рыб к неблагоприятным условиям, что открывает перспективы для внедрения в рыбоводческие хозяйства. Результаты демонстрируют эффективность применения пробиотиков для повышения продуктивности и устойчивости аквакультурных объектов, что способствует развитию экологически безопасных технологий в рыбоводстве.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За срок выполнения проекта была разработана и системно исследована кормовая добавка на основе штамма лактобацилл, назначенная к применению в аквакультурных хозяйствах. Подробно исследовано и описано ее действие на модельный организм Данио рерио и объекты товарной аквакультуры - стерлядь (Acipenser ruthenus), радужная форель (Oncorhynchus mykiss) и карп (Cyprinus carpio). В работе изучено действие добавки на рыбоводно-биологические характеристики и эффективность использования корма, а также ее влияние на гистологические характеристики органов рыб, биохимию крови и поведенческие паттерны. Показано, что добавка безопасна в рекомендуемых концентрациях 1×10^8 КОЕ/г корма, не оказывает негативного влияния на биохимию крови, гистологию органов и поведение рыб. Применение добавки достоверно (p <0,05) способствует более эффективному усвоению кормов (кормовой коэффициент снижается на 7-9%) и повышает удельную скорость роста и среднесуточный прирост стерляди и радужной форели (9-11%). Особенно высокую эффективность показало применение добавки для молоди карпа, увеличивая абсолютный и относительный прирост на 26% и 29% соответственно. Для форели увеличение конечной массы и биомассы рыб на 4,6%, а также снижение кормового коэффициента на 8,0% Показано позитивное влияние пробиотической добавки на ключевые компоненты антиоксидантной системы радужной форели: значимое увеличение активности ферментов каталазы, общей супероксиддисмутазы и существенному повышению концентрации восстановленного глутатиона (GSH) на 36,6%, а также стимулирует увеличение уровня общего белка в крови по сравнению с контрольной группой (p <0,05). В ходе работы впервые были системно описаны эффекты действия распространенных экотоксикантов имидаклоприда и бисфенола А на модельный организм Данио рерио и эффекты Бисфенола А на аквакультуру стерляди (Acipenser ruthenus). В работе исследовали действие широко спектра концентраций имидклоприда и бисфенола А, в том числе, встречающихся в природных водоемах. Были подробно описаны изменения гистологии тканей печени, почки, пилорических придатков и кишечника, изменения многих биохимических параметров крови а также поведенческие паттерны под воздействием различных доз токсинов в острых и хронических опытах. Показано, что органами, наиболее подверженными действию исследованных токсикантов являются печень и кишечник, наблюдалось выраженное цитотоксическое действие на оба эти органа, в то время как состояние почки и пилорических придатков практически не менялось. В кишечнике наблюдались признаки клеточного полиморфизма и воспалительной инфильтрации, указывающие на повреждение эпителиального слоя и развитие стрессовой реакции. В печени были зафиксированы значительные деструктивные изменения: некротические очаги, расширение синусоидов, а также гипертрофия гепатоцитов. Заметен ряд клинических изменений: потеря равновесия, изменение цвета кожи, увеличение движений жаберных крышек, выделение слизи,подергивание, неустойчивое движение и заглатывание воздуха. Показано влияние Бисфенола А на этологические (поведенческие параметры) рыб, выражающиеся в нарушении социального и поискового поведения; увеличение скорости и типа передвижения рыб за счет однократных, но повторяющихся ускорений (рывков) в одном направлении и резкая смена направления движения. При этом тяжесть нарушений клинических и поведенческих признаков увеличивалась с повышением концентрации и наиболее ярко проявлялась при концентрациях 6 и 8 мг/л. В исследованиях показано, что разработанная кормовая пробиотическая добавка на основе L. brevis f47 обладает выраженным протекторным действием, снижая степень гистопатологических нарушений в кишечнике и печени исследованных рыб (Данио рерио и стерляди), вызванных воздействием бисфенола А. Ключевым показателем этого является отсутствие гипертрофии гепатоцитов (их размеры оставались на уровне контроля), а также модуляция иммунного ответа в кишечнике. Общий гистопатологический индекс в группе, получавшей добавку, был статистически значимо ниже, что указывает на частичную нормализацию состояния тканей. Полученные данные свидетельствуют о том, что пробиотик L. brevis f47 обладает выраженным протекторным действием, снижая степень гистопатологических нарушений в кишечнике и печени рыб, вызванных воздействием бисфенола А. В ходе проекта исследован штамм L. brevis f47 , составляющий основу разработанной кормовой добавки. Исследован его потенциал, как адаптогена хоста к действию токсинов, а также изучены механизмы ответа штамма на воздействие спектра концентраций Бисфенола А. Проведен ряд омиксных исследований и интегрирующий анализ полученных данных. Выявлен генетический потенциал и метаболические пути, участвующие в синтезе и биотрансформации короткоцепочечных жирных кислот, полициклических соединений и некоторых перспективных для дальнейшего исследования метаболитов. Исследование механизмов функционирования L. brevis в нормальных условиях и в условиях химического стресса имеет фундаментальное значение, раскрывая некоторые аспекты ответа микроорганизма на химический стресс и механизмы взаимодействия с хозяином. По результатам исследований опубликовано 10 статей в рецензируемых научных изданиях, результаты работы представлены на 8 профильных научных и научно-практических конференциях, в том числе международных и с международным участием. Разработаны и утверждены «Практические рекомендации по применению препарата на основе Lactobacillus brevis 47f для профилактики и устранения нарушений ЖКТ в аквакультуре при стрессовых воздействиях», включающие таблицу дозировок и схем применения препарата для разных представителей аквакультуры в зависимости от цели применения.