Ученые из Боннского университета, Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена, Дюссельдорфского университета Генриха Гейне и исследовательского центра Юлиха выяснили, что естественный обитатель соленой воды — бактерия Alcanivorax borkumensis — синтезирует природное вещество, которое по своим свойствам напоминает средство для мытья посуды, в частности, способно расщеплять жиры. Таким образом океан самоочищается от нефтяных загрязнений.
Название бактерии Alcanivorax borkumensis можно условно перевести как «пожиратель алканов с Боркума». Это название полностью отражает образ жизни микроорганизма — он питается углеводородными цепочками, которые являются основной нефти. Когда в морскую воду попадает нефть, эта бактерия начинает стремительно размножаться, ускоряя процесс самоочищения воды. Однако для того, чтобы перерабатывать нефть, уникальной бактерии нужно преодолеть физическую преграду: как известно, вода и нефть не смешиваются. Именно здесь вступает в действие «секретное оружие», которое синтезирует этот необычный микроб — особое соединение, которое состоит из аминокислоты глицина и комплекса сахаров и жирных кислот. Эта молекула имеет как водорастворимую, так и жирорастворимую часть, благодаря чему действует подобно моющему средству, позволяя бактерии прикрепляться к каплям нефти и формировать на них биопленку.
Ранее ученые не знали, каким образом A. borkumensis производит это вещество. Внимательное изучение ее генома позволило исследовательской группе под руководством профессора Карла-Эриха Йегера обнаружить кластер генов, которые участвуют в синтезе молекулы. Когда эти гены были «отключены», бактерия теряла способность эффективно прикрепляться к нефтяным каплям и поглощала их в значительно меньших объемах, что резко замедляло ее рост. Это подтвердило ключевую роль гена в процессе утилизации нефти.
Дальнейшие исследования, проведенные аспиранткой Цзясин Цуй под руководством профессора Петера Дермана, позволили точно описать путь биосинтеза «органического моющего средства». В нем задействованы три фермента, каждый из которых последовательно участвует в сборке молекулы. Исследователи даже сумели перенести соответствующие гены в другую бактерию, которая тоже начала производить аналогичное вещество. Это значит, что его синтезу можно «научить» другие микроорганизмы.
Полученные данные не только позволяют ученым узнать больше о природных механизмах борьбы с нефтяными загрязнениями, но и могут стать основной для целенаправленного создания еще более продуктивных бактерий, способных очищать моря и океаны. Кроме того, как отмечает профессор Дерман, природные очищающие средства могут использоваться в промышленной микробиологии — например, для производства химических соединений из углеводородов.
Кстати, недавно мы рассказывали об еще одном удивительном открытии ученых: больничные супербактерии переваривают медицинский пластик. Читайте об этом здесь.
