Дышащие ядом бактерии - спасение для промышленности и окружающей среды?
Запрятанные глубоко в иле, на берегах отдаленного соленого озера, рядом с национальным парком Йосемити, были найдены колонии бактерий с необычными свойствами: они дышат ядовитым металлом. Исследователи из Университета Джорджии (США) обнаружили бактерии во время прошлой экспедиции на озероМоно в Калифорнии, и их эксперименты над необычным микроорганизмом показали, что, в один прекрасный день, находка может принести пользу промышленности и делу защиты окружающей среды. Вместо кислорода, они используют сурьму и мышьяк, вредные для организма человека вещества: эта способность позволяет им выжить в иле горячего источника, в этом уникальном солончаковом бассейне.
«Как люди вдыхают кислород, так эти бактерии дышат ядовитыми веществами, чтобы выжить, - говорит Крис Эбин (Chris Abin), автор работы, опубликованной в Journal Environmental Science & Technology, соискатель ученой степени по микробиологии. - Они любят мышьяк, но используют также другие, близкие по составу, вещества. Мы считаем, что вскоре можно будет использовать их естественные способности для создания полезных продуктов из разных веществ».
Сурьма, например, в естественном состоянии, представляет собой металл серебристого цвета, который очень широко применяется в различных отраслях промышленности (производство пластика, вулканизированной резины, замедлителей горения и огромное число электронных компонентов, включая фотоэлементы и светодиоды). Для промышленного использования, сурьму необходимо преобразовать в триоксид сурьмы, и эта бактерия способна выработать два вида чистого триоксида сурьмы, идеально походящих для этого.
Естественные химические реакции, используемые при переработке сурьмяной руды в триоксид сурьмы, могут оказаться очень затратными, долгими по времени и в результате выйдет вредоносный побочный продукт. Но бактерии, открытые учеными Университета Джорджии, получают триоксид сурьмы естественно, в результате выдоха. Это позволяет создавать нужные для промышленности продукты без использования целого арсенала специальной техники, не получая ядовитых побочных продуктов.
«Кристаллы триоксида сурьмы, полученные в результате жизнедеятельности бактерий, намного чище, чем те, что получились путем химических реакций, - говорит Джеймс Холибо (James Hollibaugh), профессор морских наук на факультете искусств в Университете Джорджии и руководитель проекта. - Мы протестировали свои кристаллы, и оказалось, что по качеству они либо равны, либо превосходят аналогичные образцы, доступные на рынке».
Холибо и Эбин считают, что промышленность сможет поддерживать огромные культуры этих бактерий в резервуарах, подкармливая их сурьмой с добавлением кислорода и собирая кристаллы триоксида, получаемые естественным путем. После сбора урожая кристаллов, производителям нужно будет только подкормить их для восстановления всех процессов.
Но польза бактерий не ограничивается лишь очисткой сурьмы. Они обладают множеством различных ферментов, которые позволяют расщеплять опасные вещества, скопившиеся в сточных водах, по соседству с шахтами, нефтеперегонными заводами или представляющими серьезную угрозу человеку или животным. Например, они способны поглощать другие загрязняющие вещества, включая селен и теллур.
Предварительные испытания установили, что бактерии могут использоваться для удаления этих загрязнителей из сточных вод и окружающих экосистем.
«Есть два способа, - говорит Холибо. – Бактерии можно использовать просто для очистки воды, но можно и для восстановления полезных веществ».
Таким образом, по словам Холибо, вода остается чистой и промышленность не тратит важный стратегический ресурс.
Эбин и Холибо предупреждают, что нужно дальше проводить исследования до технического применения. Университет Джорджии подал заявку на патент, чтобы защитить уникальные исследования и сами бактерии. На данном этапе, они проверяют эффективность бактерий в других средах и условиях, чтобы определить поведение бактерий, находящихся под воздействием многих металлов одновременно.
«Университет ищет партнеров, которых заинтересует лицензирование этой технологии и, в сотрудничестве с профессором Холибо, расширение сфер ее применения, - говорит Дженнаро Гама (Gennaro Gama), старший менеджер по лицензированию в Университете Джорджии. - Мы считаем, что данная технология представляет собой подходяще решение проблем загрязнения окружающей среды, но также она применима в производстве триоксида сурьмы, элементного селена и теллура».
По материалам пресс-релиза Университета.
Евгений Жогин nauka21vek.ru