Индекс цитирования Яндекс.Метрика

Люди практической науки

11.12.2013

«Приходится искать все новые средства борьбы с биоповреждениями...»

Интервью с и.о. начальника сектора микологии ВИАМ, кандидатом биологических наук Анастасией Александровной Кривушиной.

Анастасия Александровна Кривушина исполняет обязанности начальника сектора микологии одной из лабораторий Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ). Она является ответственным исполнителем по ряду тематических работ, связанных с изучением проблемы микробиологического повреждения топлива и топливных систем. В настоящее время научный руководитель темы. Участвует в разработке грибостойких материалов топливных систем, оценке эффективности дезинфицирующих средств, а также в разработке новых биоцидных присадок к авиационному топливу и поиске новых способов защиты топливных систем самолетов от микробиологического поражения. А.А. Кривушина – победитель общероссийского конкурса «Инженер года» в номинации «Биотехнология» за 2013 г.

«Многим трудно поверить, что грибок может жить в авиационном топливе…»

С детства мне очень хотелось быть биологом, привлекала природа, разные биологические направления. Пожалуй, выбор профессии связан с моим характером, увлечениями. Бывают люди, которые увлекаются всю жизнь чем-то одним, скажем, парусным спортом. А я люблю спорт, живопись, танцы, музыку (окончила музыкальную школу по классу фортепиано)… Проявления жизни разнообразны, вот меня и увлекла биология.

Но работа всех членов семьи была связана с авиацией и космонавтикой, достаточно сказать, что бабушка работала конструктором на Байконуре. Так что авиационно-космическая тематика тоже была мне с детства очень близка. При поступлении на биологический факультет МГУ я услышала о такой проблеме, как биоповреждения различных материалов. Познакомилась с научным сотрудником биологического факультета Лидией Николаевной Чекуновой, членом группы, которая занимается биологическими повреждениями. Она и предложила тему, которая была и остается очень актуальной – биоповреждения авиационного топлива. Мне это показалось интересным, потому что связано и с самолетами, и с биологией. Тогда это звучало странно, и было большой новостью, что в топливе могут существовать грибы. Во время обучения я исследовала биоповреждения авиационного топлива в основном с биологической точки зрения, то есть изучала не столько свойства материала, сколько сами организмы. Затем Лидия Николаевна познакомила меня с научным сотрудником ВИАМ Аллой Васильевной Поляковой из лаборатории №20 (мы сейчас работаем вместе). Когда я училась на 5 курсе и готовила дипломную работу, Алла Васильевна предложила прийти в ВИАМ, в группу по изучению микробиологической стойкости авиационных материалов в составе сектора климатической стойкости.

Сначала я совмещала учебу и работу, после защиты диплома стала полноценно работать в институте, занимаясь своей проблематикой, а также стойкостью других материалов, разработкой способов защиты. Постепенно моя дипломная работа перешла в диссертационную.

Тема диссертации – «Микромицеты в авиационном топливе» (микромицеты – это микроскопические грибы). Защитилась на биологическом факультете МГУ. Многим, как и мне раньше, трудно поверить, что грибок может жить в ядовитом веществе, авиационном топливе. Но грибы есть везде. Иные из них способны использовать для своей жизнедеятельности углеводороды. Это особая группа грибов, называется «технофилы». И наш сектор, где я исполняю обязанности начальника, занимается такими грибами, чтобы обеспечить биологическую стойкость авиационных материалов. Также это касается и твердых материалов, даже металлических, и топлива, потому что практически все материалы подвержены разрушению микроскопическими грибами. Для металлов проблема тоже есть, но там другой момент – грибы существуют за счет веществ из окружающей среды, а на металлы оказывают косвенное влияние, то есть продукты жизнедеятельности, которые выделяются в ходе их жизни, могут усиливать коррозию. А в случае неметаллов грибы могут прямо использовать их как питание.

Диссертационная работа охватывала не только биологические аспекты, но и влияние грибов на само топливо. И мы совместно с организацией «СинтезПАВ» в городе Щебекино разработали присадку к топливу, которая позволяет защитить его от воздействия грибов.

Разработка оказалась очень актуальной. В 2008 году произошли две крупные аварийные посадки самолетов – в Ульяновске и Краснодаре. Причина – забивка топливных фильтров. В ВИАМ, к нам в группу на экспертизу прислали образцы топлива, и оказалось, что забивка произошла из-за роста главного врага керосина – керосинового гриба Hormoconis resinae (resinae – потому что впервые его обнаружили именно на резине). Топливо переставало поступать в двигатель. Механизм такой: грибок поедает углеводороды, образуется слизистая масса в виде пленки, которая очень быстро нарастает, и эта пленка способна забивать клапаны, трубочки… Их, конечно, можно прочистить, но не в полете же!

Особенно данная проблема актуальна при эксплуатации авиасудов в тропических странах, где очень велики влажность и температура. Все это создает условия для быстрого роста грибов.

«Мы расширяем свое направление…»

С того момента к нам стали часто обращаться и по поводу топлива, и по поводу испытаний других материалов. Вообще, показатель «грибостойкость» входит как одно из свойств материалов в паспорта на них. Поэтому, когда создается новый материал, обращаются в наш сектор, и мы проводим испытание грибостойкости материала, даем заключение, и этот показатель входит в паспорт. Направлений работы сектора очень много. Все эти годы я работаю под руководством Аллы Васильевны Поляковой, она старший научный сотрудник, тоже окончила биологический факультет МГУ, кафедру микологии (наука о грибах) и альгологии (альгология – это водоросли). Раньше она называлась кафедрой низших растений, поскольку грибы считали такими растениями, но сейчас доказано, что это отдельная группа организмов – и не животные, и не растения. Сейчас систему биологических организмов то и дело пересматривают, так как каждый год находят новые организмы, которые не подходят под прежние представления.

Также мы расширяем свое направление, планируем создать на базе сектора лабораторию. И наше новое название – сектор биоповреждений, так назовем и лабораторию. Потому что в планах не только изучение микробиологической стойкости, но и морской коррозии. Там на материалы влияют уже не только микроорганизмы, но и крупные животные, моллюски, водоросли, губки, мшанки. То есть это проблема для морского судоходства. Хотим основать исследовательские участки в Прибалтике, на Белом море, в нашем филиале в Геленджике. Так что планов много. И главная цель – разработка химических добавок, позволяющих сделать материал более устойчивым, менее привлекательным для грибов и других организмов, добавок, обладающих свойством подавлять рост этих организмов и не давать им развиваться за счет материала. В основном это касается таких материалов, как резины, герметики, ткани.

В настоящее время в секторе пять человек, но планируется расширение. Пока у нас работают только биологи и материаловеды, но чтобы разрабатывать средства биозащиты, необходимы также специалисты-химики.

Интересные результаты получаем уже сейчас. Однако нужно охватить весь спектр факторов, которые вызывают биоповреждения и влияют на них. Для того чтобы оценить грибостойкость наиболее полно, надо проводить испытания в естественных условиях.

Мы давно сотрудничаем с сочинским научным учреждением, которое называется Институт природно-технических систем, ИПТС РАН. Там организована площадка, которая функционирует уже больше пяти лет в условиях теплого влажного климата, в известной тисо-самшитовой роще. Периодически туда ездим, выставляем образцы различных материалов, оцениваем не только на грибо-, но вообще на микробиологическую стойкость, к бактериям и другим микроорганизмам. А «дома», в лаборатории, в основном применяем плесневые грибы, потому что они наиболее агрессивные.

В этом году создали еще три новые площадки. Одна в Саранске, на биологическом факультете Мордовского государственного университета имени Огарева, там умеренно континентальный климат. Далее площадка на Звенигородской биологической станции МГУ имени Ломоносова, в тех местах умеренно холодный климат. И площадка в Москве, в Главном ботаническом саду, там в павильоне тропических и субтропических растений также выставлены наши микологические стенды. Это имитация субтропического климата. То есть площадки расположены в разных климатических зонах, чтобы изучение было системным.

Раньше у ВИАМ был филиал в Чакве, под Батуми, где проводились климатические испытания материалов, но после распада СССР мы его потеряли. Я тогда, конечно, еще не работала, но в моей диссертации было несколько образцов пораженного топлива из Чаквы, той площадки уже и не существовало, но мне удалось поработать хотя бы с образцами оттуда, так что, можно сказать, прикоснулась к истории. Это были последние образцы, и из них были выделены интересные виды. В нашей коллекции есть эти грибы, они активные.

Тут мы переходим к еще одному направлению нашей работы. Это именно работа с самими культурами, очень трудоемкий процесс, потому что их нужно постоянно поддерживать, чтобы не терялась активность, способность разрушать материалы. При длительном хранении культуры эту активность теряют, становятся менее агрессивными, утрачивают свои естественные свойства, поскольку хранятся на питательных средах. Как, собственно, и все живые существа, которые живут в закрытых помещениях и принимают не вполне натуральную пищу… В лабораторных пробирках находится специальная биологическая среда, приготовленная по стандартным методикам хранения культур, питательная среда на основе агаризованного сусла и других сред. Кстати, агар – это желеобразная масса, которую делают из морской капусты, ее применяют в кондитерском и других пищевых производствах. Но для развития нашего направления надо постоянно выделять новые культуры. И сотрудники ездят на площадки, которые я перечислила, берут новые биоповрежденные материалы и получают с них новые активные культуры грибов.

Сейчас мы хотим для поддержания нашей коллекции использовать новый способ – лиофилизацию. Это заморозка с обезвоживанием, позволяющая сохранять образцы наилучшим образом. Способ используется в самых крупных коллекциях. В Москве есть Всероссийская коллекция микроорганизмов, Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов, и там используется именно лиофилизация. Хочется лиофилизировать самые интересные экспонаты, культуры грибов, которые выделены из топлива, из авиационных материалов, чтобы они хранились долгие годы, и их можно было бы использовать для испытания в лабораторных условиях.

Еще одна организация, сотрудничающая с нами, – Российско-вьетнамский тропический центр ИПЭЭ РАН (академический Институт проблем экологии эволюции имени Северцева). Там даже две станции – Дам Бай в городе Нячанге, она на острове, и Хоа Лак под Ханоем, и там мы в этом году также выставили свои образцы. В тех местах уже ярко выраженный влажный тропический климат, и планируется с этих образцов выделить новые активные культуры и использовать в лаборатории при ускоренных испытаниях.

ВИАМ – это своего рода «малая Академия наук»…

Когда я пришла в ВИАМ, то поняла, что биологи и люди технических профессий воспринимают свою научную работу по-разному, у них разные подходы, потому что разные, как говорят в науке, предметы и объекты. И сначала было не очень просто адаптироваться. Но сейчас уже привыкла, вошла в общую работу и поняла, что она действительно общая, состоит из разных научных измерений, но образует новое единство. Наш Генеральный директор – академик РАН Евгений Николаевич Каблов в одном из своих интервью сказал, что ВИАМ – это своего рода «малая Академия наук», потому что здесь идут работы по самым разным научным направлениям, даже по биологии. Вот мы биологией и занимаемся.

Участвуем в международной научной деятельности по своему направлению. Раз в четыре года проходят съезды микологов Европы, предыдущий был в Халкидиках в Греции, и мы там выступали с докладом. До съезда в Греции был Европейский съезд в Санкт-Петербурге, где наши сотрудники тоже принимали участие. Периодически организовываются международные микологические конгрессы – в следующем году такой будет. Эти крупные форумы, европейский и международный, чередуются, и получается, что проходят каждые два года.

И опять я, человек молодого поколения, вспоминаю рассказы старших товарищей о прежних временах. Раньше у нас в стране постоянно проходили школы по биоповреждениям, а сейчас, к сожалению, таких регулярных научных встреч нет. Но мы планируем в ближайшее время на базе ВИАМ создать такую школу-конференцию и приглашать все организации, с которыми сотрудничаем. Чтобы был уже не сектор на общей биологической конференции, а самостоятельная конференция, посвященная проблеме биологических повреждений. Это большая проблема, ведь бывают не только микробиологические повреждения, но и повреждения от термитов, муравьев, других насекомых. Когда были во Вьетнаме, это очень хорошо увидели, там многие деревянные постройки, например гаражи, снизу изъедены термитами. А вот совсем новая проблема: объявились мелкие насекомые, которые наносят вред компьютерным схемам, другой электронике. А грызуны? С этой проблемой к нам иногда обращались специалисты складского хозяйства, мы ею пока не занимаемся. Но планируем.

Причем все это нельзя решить раз и навсегда. Все «вредители», о которых я говорила, приспосабливаются, а грибы и микроорганизмы мутируют практически каждый год, возникают новые, это как вирусы гриппа. И средства борьбы с биоповреждениями приходится искать все новые, так же как разрабатываются все новые антибиотики.

Скажу больше. Раньше считалось, что у авиационного топлива один биологический враг – керосиновый гриб, уже упомянутый Hormoconis resinae. А в нашей работе, в частности в моей диссертации, мы выделили новый вид гриба – Monascus floridanus. Вообще-то этот гриб известен науке, но как обитатель почвы. А наши специалисты показали, что он способен поражать и авиационное топливо, может расти на керосине еще быстрее, чем «старый друг» Hormoconis resinae. «Новичка», Monascus floridanus, долгое время не удавалось идентифицировать, и в сотрудничестве с биологическим факультетом МГУ даже проводился анализ его ДНК, использовался молекулярный способ определения. По генетической последовательности он был определен до вида. Это было непросто сделать, так как благодаря жизни в топливе он настолько внешне изменился, что классическими методами, по книгам-справочникам, его нельзя было определить. Он очень специфический, но интересный. И им необходимо заниматься, потому что это новая угроза, и надо быть готовыми к борьбе с ней.

Вообще говоря, это вопрос отчасти философский. Мне рассказывали о старой фантастической повести Гарри Гаррисона «Неукротимая планета» – там земляне жили на чужой планете, которая буквально ополчилась против них, то и дело появлялись новые зловредные животные, растения, микроорганизмы, от которых постоянно приходилось отбиваться. Это, конечно, фантастика, но с намеком. И мы, люди ученые, должны верить в методы нашей науки, знать их и уметь ими пользоваться. Говорят, у Эйнштейна над камином висела доска с надписью «Господь Бог искушен, но не злонамерен». Конечно, имелась в виду Природа, которая хоть и не направлена против нас и не питает злых намерений, но в своих разнообразных проявлениях может представлять и угрозу! Которой, повторяю, мы должны уметь противостоять.

Важно, чтобы молодые специалисты попадали к таким руководителям, которые были бы заинтересованы в том, чтобы их обучить, передать свои знания. В нашей науке бывают проблемные ситуации, которые помогает разрешить именно общий подход человека с большим опытом и молодого сотрудника. Такое сочетание новых взглядов и опыта очень эффективно.

Надо сказать об условиях нашей работы. Техника обновляется, два года назад была создана специальная комната для направления биоповреждений. Вот она. В комнате три части, сейчас мы находимся в стерилизационной – здесь вытяжной шкаф, паровой автоклав для стерилизации питательных средств, инструментария и уничтожения уже использованных биоорганизмов. Есть моечная и дезинфекционная машина для оборудования. Как видите, все оборудование новое.

Эта комната предназначена для работы с микроорганизмами, здесь находятся биологические боксы. В них с помощью бактерицидных рециркуляторов поддерживается стерильность, которая требуется для всей работы с нашими культурами. Нужна особая чистота, чтобы культуры не смешивались. В бытовых помещениях споры грибов летают в больших количествах, и часто бывает, например, что аллергия у человека случается не от пыли, а именно от этих спор… В этом помещении холодильники и другое оборудование для хранения нашей коллекции. Вот, кстати, пробирка с грибом Hormoconis resinae в питательной среде. Вот он, коричневый, а вот слизь от него, которая забивает топливные фильтры. Через нее, как видите, и вода не может пройти, и то же самое происходит с топливом. Мы видим наши объекты и «вживую» – готовим препараты, помещаем их под микроскоп и выводим изображения спор на монитор компьютера. А вот испытательный зал, в котором идут исследования грибостойкости материалов в различных условиях. Сейчас тут испытываются герметики, лакокрасочные покрытия, идут испытания по разным ГОСТам…

Дальнейшие наши планы – развивать направление в области защиты материалов, в частности от морской коррозии, создавать новые микологические площадки в различных климатических зонах, расширять нашу базу микроорганизмов, используя новые способы хранения, увеличивать коллекцию активных штаммов грибов. Чем больше мы будем иметь микроорганизмов, тем больше мы сможем создать новых условий и ситуаций и эффективнее разрабатывать методы борьбы с ними.

Основные публикации А.А. Кривушиной за последние годы:

Кривушина А.А., Чекунова Л.Н., Полякова А.В. Влияние температуры на рост и жизнеспособность Hormoconis resinae и Phialophora sp., развивающихся в авиационном топливе // Микология и фитопатология. Т. 43, вып. 4, 2009.

Полякова А.В., Горяшник Ю.С., Линник М.А., Кривушина А.А. Биозащита авиационных материалов // Российский Химический Журнал. Т. LIV. – М.: НУ «Редакция Российского химического журнала» и ООО «Российское химическое общество им. Д.И. Менделеева», 2010.

Каблов Е.Н., Полякова А.В., Горяшник Ю.С., Кириллов В.Н., Кривушина А.А. Микробиологические испытания авиационных материалов // Авиационная промышленность. Вып. 1. –М.: ОАО «Национальный институт авиационных технологий», 2011.

Кривушина А.А., Чекунова Л.Н. Рост Hormoconis resinae (Lindau) Arx&G.A.de Vries и Monascus sp. на авиационном топливе и различных углеводородах // Микология сегодня. Т. 2. – М.: Национальная академия микологии, 2011.

Chekunova L.N., Bilanenko E.N., Kachalkin A.V., Polyakova A.V., Krivushina A.A. Characterization of the Strain Monascus floridanus P.F. Cannon & E.L. Barnard, Isolated from Aviation Fuel // Microbiology, vol. 81, n. 2, 2012 – p. 244–250.

Полякова А.В., Горяшник Ю.С., Гунина Т.В., Кривушина А.А. Натурные и ускоренные испытания материалов и топлив на микробиологическую стойкость // Все Материалы. Энциклопедический справочник. Издательство «Наука и технологии», №3, 2012.

Кривушина А.А. Микромицеты в авиационном топливе / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М., 2012.

Кривушина А.А. Микромицеты в авиационном топливе // Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М., 2012.

Интервью провел и подготовил для публикации кандидат филологических наук, доцент М.И. Никитин.