Ученые из ФИЦ Казанский научный центр РАН при участии коллег из Института проблем экологии Севера РАН (Апатиты) впервые в мире доказали, что плесневые грибы рода Aspergillus, широко известные прежде всего как черный аспергилл (Aspergillus niger) или черная плесень, способны расти в среде с присутствием трибутилфосфата (ТБФ). Этот органофосфат традиционно рассматривается как особо токсичный поллютант. Исследование было опубликовано в журнале Biology Bulletin Review.
До этого биодеградация трибутилфосфата документально подтверждалась только для некоторых бактерий и протей. Способность грибов, более развитых эукариотических организмов, эффективно метаболизировать этот ксенобиотик считалась маловероятной.
Исследование штаммов черной плесени
В экспериментах изучали два близкородственных штамма Aspergillus niger, выращивая их на средах, где единственным доступным источником фосфора был ТБФ — вещество, применяемое в горно-металлургической, ядерной и химической промышленности и способное накапливаться в организмах живых существ.
Один из штаммов гриба (F-4816D) показывал высокую устойчивость к токсиканту: его рост не только не подавлялся, но иногда даже усиливался в отсутствие других фосфорсодержащих источников. Это указывает на способность A. niger использовать ТБФ как субстрат, расщепляя его на менее токсичные соединения. В то же время второй штамм (F-4815D) был чувствителен к ТБФ: у него снижались рост и спорообразование.
Почему это важно
Трибутилфосфат (вещество с формулой (C4H9O)3PO) долгое время считался проблемным загрязнителем: он токсичен для водных беспозвоночных даже в низких концентрациях, устойчив к гидролизу и накапливается в окружающей среде. У человека ТБФ вызывает сильное раздражение кожи.
До недавнего времени биодеградация этого химиката документирована преимущественно для бактерий; например, некоторые штаммы Sphingomonas способны разрушать ТБФ до ди- и монобутилфосфатов — малотоксичных промежуточных соединений экологической деструкции.
Исследования показывают, что такие распространенные микробы, как Pseudomonas, тоже могут использовать ТБФ как единственный источник фосфора, хотя способность эта может теряться при длительных культивированиях.
Устойчивость одного из штаммов A. niger к ТБФ и способность использовать ТБФ в условиях дефицита других источников фосфора указывают на перспективу применения грибов для очистки промышленных сточных вод и загрязненных почв от фосфорорганических загрязнителей. Считавшиеся до сих безусловно вредоносными микроскопические плесневые грибы становятся многообещающим инструментом «зеленой» химии и экологических биотехнологий.
Недавно появились сведения, что смертоносная плесень Aspergillus flavus из гробницы Тутанхамона может стать источником лекарства против рака.
