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.

Алина Коханенко, старший научный сотрудник лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды БИ ТГУ:«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».

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.

Алина Коханенко, старший научный сотрудник лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды БИ ТГУ:

«Любой белок, в том числе и фермент, считывается с последовательности нуклеотидов ДНК – гена, который определяет его структуру и свойства. 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.