Гречаник Вера Игоревна

Гречаник Вера Игоревна
Grechanik Vera Igorevna

Научный сотрудник лаборатории биотехнологии и физиологии фототрофных организмов

e-mail: vi.semina@gmail.com
ORCID: 0000-0002-2493-4727
Scopus Author ID: 57195278226

Ведущее научное направление: Альгофизиология и биотехнология микроводорослей

Профиль исследований Веры Игоревны Гречаник: Физиология и биотехнология фототрофных микроорганизмов, главным образом Chlamydomonas reinhardtii, с акцентом на выявление факторов, лимитирующих преобразование световой энергии в метаболические продукты, включая молекулярный водород (H₂).. Ключевые направления — стресс-адаптация культур при недостатке S/N/C и анализ состояния фотосинтетического аппарата, определяющего формирование аноксии и запуск светозависимого выделения водорода. Применяются PAM-флуориметрия и анализ индукционных кривых, измерения газовой фазы и физиолого-биохимическая диагностика, а также разработка фотобиореакторных режимов и систем мониторинга в реальном времени. Полученные данные используются для оптимизации фотобиотехнологий получения H₂ и прогностического моделирования динамики водородной фазы.

Научные интересы:

1. Физиология и стресс-адаптация фотоавтотрофных микроводорослей (прежде всего Chlamydomonas reinhardtii) при недостатке серы, азота и углерода;
2. Регуляция фотосинтетического аппарата: активность ФС2, состояние электронтранспортной цепи, редокс-баланс переносчиков (в т.ч. пластохинонового пула) и формирование аноксии;
3. Фотобиологическое выделение молекулярного водорода микроводорослями: кинетика процесса, лимитирующие факторы, влияние светового режима и метаболических перестроек;
4. Биофизические методы контроля фотосинтеза и физиологического состояния культур (PAM-флуориметрия, анализ индукционных кривых флуоресценции, мониторинг газовой фазы);
5. Инженерия фотобиопроцессов: фотобиореакторные режимы, аппаратно-программный мониторинг в реальном времени, оптимизация условий культивирования для повышения выхода H₂;
6. Моделирование и прогнозирование динамики водородной фазы в зависимости от параметров культивирования и состояния фотосинтетического аппарата.

Методы и инструменты:

1. Фотоавтотрофное культивирование микроводорослей в контролируемых условиях (фотобиореакторные режимы, управление освещённостью, газовым режимом и составом среды; недостаток S/N/C);
2. Мониторинг параметров фотосинтетического аппарата методом PAM-флуориметрии (в т.ч. регистрация Y(II), Fv/Fm и др.);
3. Анализ быстрой индукционной кривой флуоресценции (OJIP-тест) и расчёт показателей, отражающих состояние электронтранспортной цепи;
4. Измерение газовой фазы (O₂/Н₂) и анализ кинетики выделения водорода;
5. Спектрофотометрическое определение пигментов (концентрация хлорофиллов), измерение оптической плотности культуры (OD);
6. Биохимический анализ метаболитов/пигментов методом ВЭЖХ (HPLC) при необходимости уточнения физиологического состояния и перестроек метаболизма;
7. Обработка данных и статистическая оценка воспроизводимости (биологические повторности, доверительные интервалы).

Основные задачи:

1. Выявить условия, при которых фотоавтотрофные культуры Chlamydomonas reinhardtii переходят к аноксии и начинают выделять молекулярный водород при недостатке серы, азота и углерода;
2. Определить роль светового режима (интенсивность, переключения, двухстадийные протоколы) в запуске и поддержании водородной фазы;
3. Установить, какие изменения функционального состояния фотосинтетического аппарата (активность ФС2, редокс-состояние переносчиков/пула пластохинонов, параметры электронтранспортной цепи) являются необходимыми для выделения H₂;
4. Сопоставить механизмы и лимитирующие факторы выделения водорода при разных типах недостатка (–S, –N, –C) и выделить общие и специфические закономерности;
5. Разработать и апробировать подходы к мониторингу физиологического состояния культуры в фотобиореакторе в режиме реального времени (сопряжение ФБР с PAM-флуориметром и др.);
6. На основе полученных данных предложить биотехнологические приёмы оптимизации культивирования для повышения выхода H₂ и использовать результаты для построения моделей, прогнозирующих динамику водородной фазы.

Научная результативность

2025 год

Статьи в научных журналах:

1. Grechanik V. I., Bol’shakov M. A., Tsygankov A. A. (2025). Relationship between the Photosystem II Regulation Mechanisms and Hydrogen Production in Chlamydomonas reinhardtii under Nitrogen or Sulfur Deprivation. Biochemistry (Moscow), 90(7), 921-933. Q2

Тезисы докладов на конференциях:

1. Гречаник В.И., Цыганков А.А. (2025) Адаптация микроводорослей к недостатку элементов питания в аэробных и анаэробных условиях. XXIII Пущинские чтения по фотосинтезу и Всероссийская конференция с международным участием «Фотосинтез: современное понимание ключевого процесса биосферы», г. Пущино, Россия, с. 35.

2024 год

Тезисы докладов на конференциях:

1. Цыганков А.А., Гречаник В.И. (2024) Выделение водорода микроводорослями и регуляция фотосистемы 2. Международная научно-практическая конференция «Изучение водных и наземных экосистем: история и современность», г. Севастополь, Россия, с. 301.
2. Цыганков А.А., Гречаник В.И. (2024) Фотовыделение водорода Chlamydomonas reinhardtii в условиях недостатка серы, азота и углерода реализуемые механизмы подавления активности фотосистемы 2. I региональное собрание РФО и Всероссийская конференция с международным участием «Современные проблемы фотобиологии и биофотоники», г. Нижний Новгород, Россия, с.260.

2023 год

Тезисы докладов на конференциях:

1. Цыганков А.А., Гречаник В.И. (2023) Регуляция фотосистемы 2 при выделении водорода микроводорослями. VII Съезд биофизиков России, г. Краснодар, с. 408.
2. Гречаник В.И., Цыганков А.А. (2023) Адаптация фотоавтотрофных культур микроводорослей к недостатку элементов питания. X Съезд российского фотобиологического общества и конференция «Современные проблемы фотобиологии», пос. Шепси Краснодарского края, Россия, с. 248.

2022 год

Статьи в научных журналах:

1. Гречаник В.И., Большаков М.А., Цыганков А.А. Выделение водорода фотоавтотрофными культурами Clamydomonas reinhardtii при недостатке углекислоты. Биохимия, 87(10), с. 1388-1399 (2022).
   https://doi.org/10.31857/S0320972522100050 Q2
2. Grechanik V.I., Tsygankov A.A. The relationship between photosystem II regulation and light-dependent hydrogen production by microalgae. Biophysical Reviews, 14, pp. 893-904 (2022).
   https://doi.org/10.1007/s12551-022-00977-z Q1
3. Grechanik V. I., Bol’shakov M. A., Tsygankov A. A. (2022). Hydrogen production by CO2 deprived photoautotrophic Chlamydomonas reinhardtii cultures. Biochemistry (Moscow), 87(10), 1098-1108.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Цыганков А., Гречаник В. (2022) Регуляция фотосистемы 2 при недостатке минерального питания. XXII Пущинские чтения по фотосинтезу и Всероссийская конференция с международным участием «От первичных процессов фотосинтеза до альтернативной энергетики», г. Пущино, с. 45.

2021 год

Статьи в научных журналах:

1. Grechanik V., Naidov I., Bolshakov M., Tsygankov A. Photoautotrophic hydrogen production by nitrogen-deprived Chlamydomonas reinhardtii cultures. Int. J. Hydrogen Energy, 46, 3565-3575 (2021)
   https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.215 Q1

Глава в книге:

1. Grechanik V., Tsygankov A. (2021). Recent advances in microalgal hydrogen production. In: Photosynthesis: molecular approaches to solar energy conversion, Jian-Ren Shen, Kimiyuki Satoh, Suleyman I. Allakhverdiev, Eds., Springer. Chapter 22, 589-605.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Цыганков А.А., Гречаник В.И. (2021) Связь выделения водорода микроводорослями и стресса. МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ – XXVIII.
2. Цыганков А.А, Гречаник В.И. (2021) Реакция микроводорослей на недостаток минерального питания при аноксии. IX Съезд Российского Фотобиологического Общества,конференция «Современные проблемы фотобиологии», пос. Шепси Краснодарского края, Россия, с. 154.

2020 год

1. Grechanik Vera, Romanova Anastasiya, Naydov Ilya, Tsygankov, Anatoly. (2020). Photoautotrophic cultures of Chlamydomonas reinhardtii: sulfur deficiency, anoxia, and hydrogen production. Photosynthesis Research. 143.
   https://doi.org/10.1007/s11120-019-00701-1. Q1

2018 год

Тезисы докладов на конференциях:

1. Гречаник В.И., Цыганков А.А. (2018) Фотоавтотрофные культуры Chlamydomonas reinhardtii: дефицит серы, анаэробиоз и образование водорода. V Пущинская школа-конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов», г. Пущино, Россия, с.178.

2017 год

1. Гречаник В.И. (2017). Выделение водорода микроводорослями. Водородные энергетические технологии: Материалы семинара лаборатории ВЭТ ОИВТ РАН: сб. науч. тр. / редкол.: Д.О. Дуников (отв. ред.) [и др.]. — М.: ОИВТ РАН. 191.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Цыганков А.А., Гречаник В.И. (2017) Особенности адаптации фототрофных культур микроводорослей к недостатку серы в аэробных и анаэробных условиях. VIII Съезд Российского фотобиологического общества «Современные проблемы фотобиологии», пос. Шепси Краснодарского края, Россия, с. 145.

2015 год

1. Gavrisheva A. I., Belokopytov B. F., Semina V. I., Shastik E. S., Laurinavichene T. V., Tsygankov A. A. (2015). Mass-energy balance analysis for estimation of light energy conversion in an integrated system of biological H2 production. Biofuel Research Journal, 2(4), 324-330.
   10.18331/BRJ2015.2.4.7 Q1

Тезисы докладов на конференциях:

1. Гавришева А.И., Семина В.И., Цыганков А.А. (2015) Запасание энергии в биомассе микроводорослей Chlamydomonos reinhardtii и ее вовлечение в интегрированную систему получения водорода и других возможных компонентов. XXI Пущинские чтения по фотосинтезу и Всероссийская конференция «Фотосинтез и фотобиотехнология. Фундаментальные и прикладные аспекты», стр.31 (Пущино, ИФПБ РАН).
2. Гавришева А.И., Лауринавичене Т.В., Семина В.И., Цыганков А.А. (2015) Запасание энергии света в интегрированной биологической системе. V Съезд биофизиков России, стр. 251 (Ростов-на-дону, ЮФУ).
3. Соломка В.С., Воробьев Д.В., Семина В.И. (2015) Результаты изучения фено- и генотипических свойств Российской популяции штаммов Neisseria gonorrhoeae// Тезисы научных работ XV Всероссийского съезда дерматовенерологов. Москва. С. 35.

2014 год

1. Kubanova A., Kubanov A., Frigo N., Solomka V., Semina V., Vorobyev D., Khairullin R., Unemo M. (2014). Russian gonococcal antimicrobial susceptibility programme (RU-GASP)–resistance in Neisseria gonorrhoeae during 2009–2012 and NG-MAST genotypes in 2011 and 2012. BMC infectious diseases, 14(1), 342.
   https://doi.org/10.1186/1471-2334-14-342 Q1

Тезисы докладов на конференциях:

1. Соломка В.С., Кожушная О.С., Семина В.И., Воробьев Д.В. (2014) Анализ аминокислотных замен в пенициллинсвязывающем белке PBP2 Neisseria gonorrhoeae, влияющих на развитие резистентности к цефалоспоринам III поколения// Тезисы научных работ XIV Всероссийского съезда дерматовенерологов.

Научно-исследовательские работы и проекты