Генетики ТГУ повысят эффективность бактерий, разлагающих нефть в водоемах
Ученые кафедры генетики и клеточной биологии Биологического института ТГУ проводят исследование, в результате которого станет возможным задавать новые свойства бактериям, разлагающим нефть. Новые фундаментальные знания позволят генетикам объединить в одном штамме микроорганизма полезные свойства разных бактерий и в перспективе эффективнее восстанавливать водные экосистемы России.
Специалисты исследуют штаммы бактерий, способных разрушать молекулы углеводородов в загрязненных нефтью водоемах, чтобы определить генетические особенности, обеспечивающие это свойство.
«Углеводородокисляющие организмы были выделены из загрязненного водотока в Заполярье. Эти бактерии используют нефтепродукты в качестве источника пищи и энергии и окисляют их, разлагая до нетоксичных веществ. Мы совместно с ГК «Дарвин» и коллегами из БИ решили посмотреть, какой именно механизм утилизации углеводородов используют данные микроогранизмы», – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды БИ ТГУ Алина Коханенко.
Окисление происходит за счет различных ферментов – белковых соединений, ускоряющих химические реакции в живых системах. Ученые выбрали несколько ферментов, которые потенциально могут отвечать за данные химические реакции. Сейчас специалисты проверяют на их наличие штаммы из Заполярья.
«Любой белок, в том числе и фермент, считывается с последовательности нуклеотидов ДНК – гена, который определяет его структуру и свойства, – объясняет Алина Коханенко. – Мы хотим посмотреть, если у штаммов, выделенных из нефтезагрязненных водных объектов, интересующие нас гены. Следующий этап – сравнить гены из уже описанных штаммов и выявить возможные различия, которые могут быть связаны с более высокой активностью фермента».
Гены ферментов, обеспечивающих бактерии способностью разрушать нефть, могут находиться на хромосоме и передаваться только в поколениях либо в плазмиде – небольшой кольцевой молекуле ДНК, которой микроорганизмы способны делиться друг с другом.
Определив генетические последовательности, обеспечивающие различные виды активности, генетики смогут собрать нужные генетические «шифры» в одной плазмиде и ввести ее в какой-либо штамм. В результате бактерия приобретет способности «работать» в новых условиях или выступать в роли «универсального солдата», сочетая набор функций.
Одна из значимых проблем производства биопрепаратов заключается в том, что не все штаммы могут уживаться вместе. Результаты исследований ученых помогут решить эту проблему. Кроме того, значительно снизится время и объем работы – больше не придется культивировать около 10 видов бактерий. По итогу финансовые затраты снизятся, а эффективность разрушения нефтепродуктов, наоборот, увеличится. В перспективе исследование генетиков ТГУ может привести к увеличению объемов производства препаратов, необходимых для восстановления водных экосистем России.