Выпуск: №1(17) Исследования молодых учёных

Раздел: Биологические науки

Опубликовано: 07 февраля 2020

Код уникальной десятичной классификации: 57.084.1

Автор: Кустова Алена Игоревна

Школа 1504; Реутовский технопарк "Изобретариум", 11А

Научный руководитель: Федий Владимир Святославович, преподаватель дополнительного образования МБУ ДО «Дом детского творчества» г. Реутов Московской области

Аннотация. В данной статье рассматривается возможность использования капсацина, синтезированного из перца Carolina Reaper для биологической защиты Международной космической станции.

Ключевые слова: Каролинский жнец, Carolina Reaper, капсаицин, МКС, биологическая защита

В настоящее время известно, что «Кароли́нский жнец» (англ. Carolina Reaper) - сорт перца чили из рода Капсикум, самый острый перец в мире. Жгучесть данного вида колеблется между 1,15 млн и 2,2 млн единиц по шкале Сковилла. В августе 2013 года был занесён в книгу рекордов Гиннесса: Средняя величина жгучести составляет 1,57 млн единиц по шкале Сковилла; это абсолютный рекорд [2].

Изучение Carolina Reaper является весьма перспективным в связи с тем, что уже сейчас известны случаи его практического применения: перец капсаицин употребляют в медицинских целях, также он используется для производства слезоточивых газов. Жители Древней Америки инки успешно защищали днища лодок, натирая их стручками жгучего перца для защиты от гниения и прорастания ко дну моллюсков, что показывает антибактериальные свойства перца Carolina Reaper. Это уникальное свойство представляет интерес не только на Земле, например, для защиты электропроводов автотранспортных средств от грызунов, но и в околоземном пространстве для биологической защиты Международной космической станции (далее - МКС).

Предшественника МКС орбитальную станция «Мир», всю поросшую космическим грибком, в 2001 году затопили в Тихом океане. На земле пыль оседает, а в космосе, в условиях невесомости, она просто неуловима. Внутри станции образовались несколько слоев плесени. Герой Советского Союза Александр Серебров, космонавт орбитальной станции «Мир» умер в 2013 году став жертвой бактерии, неизвестной этиологии, перед которой оказались бессильны земные врачи.

Целью данной работы является разработка гипотезы выяснение биологической защиты Международной космической станции капсицином синтезированным из перца Carolina Reaper.

Основываясь на данных, приведенных в открытых источниках информации можно сделать вывод о том, что капсаицин обладает противомикробными противогрибковым эффектом.

В исследованиях изучались бактерицидные свойства в отношении стрептококков группы А и кишечной палочки [5].

Рисунок 1 - Бактерицидное действие капсаицина в отношении штаммов Р 1070. Живой / мертвый анализ: а) контроль, без капсаицина; в) 15-минутная инкубация, с) 30-минутная инкубация и д) 60-минутная инкубация в присутствии капсаицина MIC (128 мкг/мл) [4]

Рисунок 2 - Окрашенные по Гимзе монослои А549 инфицированы штаммами Р 1070, выращенными в присутствии субмикров капсаицина. Стрептококки адгезируют к монослоям А549 в отсутствие (А) и присутствии 8 мкг/мл капсаицина (1/16 × МИК) (Б). (Увеличение: × 1000; шкала: 10 мкм) [7]

Рисунок 3 - Гемолитическая активность и рост штамма SP1070 в присутствии суб-Миков капсаицина. А) процентный гемолиз супернатантов SP1070. Результаты представляют собой среднее значение ± SD трех экспериментов. Звездочки обозначают значимые значения по отношению к контролю (Р ≤ 0,05). B) кривая замедления SP1070 в присутствии субмикронных соединений капсаицина. [3]

На основании приведенных исследований можно сделать вывод, что капсаицин обладает многообещающей бактерицидной активностью.

Рисунок 4 - Антибактериальный эффект капсаицина в отношении ESBL кишечной палочки [6]

На основании приведенного графика можно наблюдать устойчивый эффект снижения кишечной палочки при увеличении концентрации капсицина.

Таким образом, на основании проведенного анализа, можно выдвинуть гипотезу о вероятности достижения положительного эффекта от применения капсацина для защиты МКС и членов экипажа.

Данная работа также предполагает дальнейшее изучение зависимости эффективности действия капсиицина на различную патогенную микрофлору, грибы, бактерии, проводимые в лаборатории «Изобретариум» МБУ ДО «Дом детского творчества» г. Реутов Московской области.
Выявление действительного влияния каписиицина, является важным направлением исследований по изучению микробиологии, возможно, станет одним из новейших и перспективных способов защиты МКС.

The International Space Station Biological Protection Project is a capsule synthesized from Carolina Reaper pepper.

Kustova A.I.,
Student of 11 class "A" of Reutov 1504 school of Moscow region

Research supervisor:
Fedy Vladimir Svyatoslavovich,
Teacher of additional education of MBU DO «House of Children 's Creativity» in Reutov, Moscow region

Annotation. This article discusses the use of encapsacin synthesized from Carolina Reaper pepper for the biological protection of the International Space Station.
Keywords: Karolinsky reaper, Carolina Reaper, encapsaicin, ISS, biological protection

1. Зараза на орбитальной станции «Мир». (дата обращения: 20.12.2019).
2. Каролинский жнец. / Википедия. (дата обращения: 15.12.2019)
3. Chatterjee S., Asakura M., Chowdhury N., Neogi S.B., Sugimoto N., Haldar S., et al.. Capsaicin, a potential inhibitor of cholera toxin production in Vibrio cholerae. FEMS Microbiol. Lett. 306. 2010. С. 54-60.
4. Cowan M.M. Plant products as antimicrobial agents. Clin. Microbiol. Rev. 12. 1999. С. 564-582.
5. Debasish K., S. Bandyopadhyay, S. Bandyopadhyay. Antibacterial effect of silver nanoparticles and capsaicin against MDR-ESBL producing Escherichia coli: An in vitro study. Asian Pacific Journal of Tropical Disease Asian Pac J Trop Dis; 6(10): 2016. С. 807-810.
6. Emanuela Marini, Gloria Magi, Bruna Facinelli Antimicrobial and Anti-Virulence Activity of Capsaicin Against Erythromycin-Resistant, Cell-Invasive Group A Streptococci. (дата обращения: 18.12.2019).
7. Xu Q., Barrios C.A., Cutright T., Zhang Newby B.M. Evaluation of toxicity of capsaicin and zosteric acid and their potential application as antifoulants. Environ. Toxicol. 20. 2005. С. 467-474.

1. Contagion at the Mir orbital station. (date of appeal: 20.12.2019).
2. Karolinska reaper. / Wikipedia. (date of appeal: 15.12.2019)
3. Chatterjee S., Asakura M., Chowdhury N., Neogi S.B., Sugimoto N., Haldar S., et al.. Capsaicin, a potential inhibitor of cholera toxin production in Vibrio cholerae. FEMS Microbiol. Lett. 306. 2010. Page 54-60.
4. Cowan M.M. Plant products as antimicrobial agents. Clin. Microbiol. Rev. 12. 1999. Page 564-582.
5. Debasish K., S. Bandyopadhyay, S. Bandyopadhyay. Antibacterial effect of silver nanoparticles and capsaicin against MDR-ESBL producing Escherichia coli: An in vitro study. Asian Pacific Journal of Tropical Disease Asian Pac J Trop Dis; 6 (10): 2016. Page 807-810.
6. Emanuela Marini, Gloria Magi, Bruna Facinelli Antimicrobial and Anti-Virulence Activity of Capsaicin Against Erythromycin-Resistant, Cell-Invasive Group A Streptococci. (date of appeal: 18.12.2019).
7. Xu Q., Barrios C.A., Cutright T., Zhang Newby B.M. Evaluation of toxicity of capsaicin and zosteric acid and their potential application as antifoulants. Environ. Toxicol. 20. 2005. Page 467-474.