Уральские ученые обнаружили, что предварительное облучение дрожжей малыми дозами радиации повышает их выживаемость при последующем воздействии высоких доз, а также может вызвать стимулирующий эффект (эффект Гормезиса), который повышает их активность. Дрожжи, использованные в экспериментах (Saccharomyces cerevisiae), применяются как для домашнего, так и для коммерческого производства пива и хлебобулочных продуктов. Как полагают ученые, повышенная активность одного из ключевых ингредиентов поможет компаниям сэкономить на производстве. Работа поддержана Минобрнауки России (по программе «Приоритет-2030») и опубликована в журнале International Journal of Radiation Biology.

«Наша работа решает сразу две задачи. Первая — это вклад в фундаментальные исследования, когда мы понимаем природу воздействия излучения разных видов на живую материю, то, как происходит адаптация. Вторая задача — повышение активности микроорганизмов, которыми в данном случае выступили дрожжи, используемые в хлебопечении, пивоварении, виноделии и других производствах. Ведь если активность микроорганизмов станет выше, то и технологический процесс пойдет быстрее, затратится меньше ресурсов и электроэнергии, соответственно, меньше будет себестоимость и конечный продукт станет дешевле», — отметила один из авторов работы, доцент кафедры технологии органического синтеза ХТИ УрФУ Мария Токарева.

Ученые облучали дрожжи разными дозами радиации: малыми (20–80 сГр) и высокими (1–5 кГр), зафиксировав, что предварительное облучение дрожжей малой дозой (60 сГр) адаптирует их к повторному облучению высокой дозой. В частности, при облучении дозой в 1 кГр адаптация к радиации исследуемых микроорганизмов вырастает более чем в девять раз. Также ученые обнаружили и другую реакцию — облучение в 20 сГр резко снижало активность дрожжей, и такой эффект на данном виде дрожжей был выявлен впервые. В то же время облучение дозой выше 1 кГр резко снижало как активность, так и жизнеспособность биологического объекта.

«Большинство научных работ по данной тематике ограничиваются изучением какого-либо одного аспекта биологического ответа на облучения, мы же всесторонне изучили стимулирующие эффекты адаптации и увеличения биомассы микроорганизмов и зафиксировали уникальное явление гиперррадиочувствительности дрожжей при сверхмалых дозах. В дальнейшем мы планируем исследовать молекулярные механизмы этой адаптации», — сообщил один из соавторов работы, доцент кафедры экспериментальной физики ФТИ УрФУ Руслан Вазиров.

Как отмечают исследователи, обработка малыми дозами облучения хоть и вызывает гибель малой доли микроорганизмов, но при этом она вызывает эффект увеличения генеративной активности. Простыми словами, дрожжи лучше размножаются и лучше производят необходимые для промышленности ферменты.

Дрожжи облучались в сухой упаковке — такой метод позволяет в дальнейшем сделать эту операцию массовой и уменьшить затраты на производстве. На базе этой научной работы в ближайшем будущем ученые планируют провести дополнительное исследование влияния излучения на более сложные клетки.