Учёные кафедры генетики и клеточной биологии Биологического института Томского госуниверситета совместно с Группой компаний «Дарвин» исследуют штаммы бактерий, способных окислять (разрушать) молекулы углеводородов в загрязненных нефтью водоемах. Цель – определить генетические особенности, обеспечивающие это свойство. Новые фундаментальные знания позволят генетикам объединить в одном штамме микроорганизма полезные свойства разных бактерий и в перспективе эффективнее восстанавливать водные экосистемы России.
– Мы работаем со штаммами бактерий, на основе которых сотрудники ГК «Дарвин» и микробиологи ТГУ создали препарат «Абориген», используемый для очистки донных отложений от нефти, – поясняет старший научный сотрудник лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды БИ ТГУ Алина Коханенко. – Углеводородокисляющие организмы были выделены из загрязнённого 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.
Согласно научным публикациям, которые проанализировали ученые ТГУ, окисление происходит за счёт различных ферментов – белковых соединений, ускоряющих химические реакции в живых системах. Исследователи выбрали несколько ферментов, потенциально отвечающих за данные химические реакции, и в настоящее время проверяют штаммы из Заполярья на наличие этих ферментов.
– 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 нефтезагрязнённых 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.
По словам учёного, гены таких ферментов, обеспечивающих бактерии способность разрушать нефть, могут находиться на хромосоме и передаваться только в поколениях либо в плазмиде – небольшой кольцевой молекуле ДНК, которой бактерии способны делиться друг с другом.
Определив генетические последовательности, обеспечивающие штамму различные виды активности, например, способность работать при низких температурах, в морской воде либо при определённом pH, генетики смогут собрать нужные генетические «шифры» в одной плазмиде и ввести её в какой-либо штамм. Благодаря этому бактерия приобретёт способности «работать» в новых условиях или выступать в роли «универсального солдата», сочетая набор функций.
Это позволит решить одну из значимых проблем производства биопрепаратов, которая заключается в том, что не все штаммы могут уживаться вместе. Помимо этого, значительно снизится время и объём работы, поскольку не придётся культивировать около 10 видов бактерий. Как итог, снизятся как финансовые затраты и может увеличиться эффективность разрушения нефтепродуктов.
Таким образом, исследования генетиков ТГУ способны привести к повышению эффективности и увеличению объёмов производства препаратов, необходимых для восстановления водных экосистем России.