Врачи предлагают очищать почву от высокотоксичного компонента ракетного топлива — диметилгидразина — с помощью бактерий Bacillus subtilis KK1112 и кормовых растений. Авторы измерили токсичность загрязненной среды до и после обработки бактериями и проростками растений с помощью биосенсоров, обеспечивающих высокую чувствительность и скорость измерений. Эксперименты показали, что «содружество» бактерий и растений эффективно снижает токсичность для живых организмов среды, загрязненной этим веществом и продуктами его неполного окисления. Новый подход можно будет применять для восстановления загрязненных территорий вблизи космодромов и ракетных полигонов. поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Bioremediation Journal.
Несимметричный диметилгидразин, один из самых токсичных компонентов ракетного топлива, при взаимодействии с кислородом и неполном окислении создаёт соединения, которые… вызывают Мутации в ДНК могут представлять опасность для живых организмов. Некоторое топливо при запусках ракет попадает в почву. необходимы Технологии рекультивации земель вблизи космодромов. Известно, что наиболее быстро распространяется несимметричный диметилгидразин и вредные вещества, образующиеся при его окислении. разрушаются На территориях с растительностью и большим разнообразием почвенных микроорганизмов ученые полагают, что подбор культур бактерий и видов растений позволит создавать сообщества, эффективно очищающие почву от компонентов ракетного топлива.
Исследователи из Московского физико-технического института (Долгопрудный), Российского биотехнологического университета (Москва) и Всероссийский научный центр по сельскохозяйственной биотехнологии (Москва) с помощью селекции вывели штамм бактерий Bacillus subtilis KK1112 способен выживать в экстремальных условиях — при концентрациях несимметричного диметилгидразина, превышающих допустимые. допустимые Эти бактерии в два hundred тысяч раз устойчивы к ядовитому веществу и даже преобразуют его в безопасные соединения.
Авторы выбрали почвенных бактерий и культивировали их в среде с несимметричным диметилгидразином. Концентрация вещества постепенно возрастала. Клетки, чувствительные к токсичности, погибли, а устойчивые выжили. Поскольку это вещество – сильный мутаген, бактерии во время селекции приобретали новые свойства. Полученный штамм… Bacillus subtilis Ученые далее применили для создания бактериально-растительных консорциумов.
Учёные добавили препарат, изготовленный из бактерий, к четырёхдневным всходам широко распространённой и неприхотливой кормовой травы — костреца безостого. Bromus inermis), люцерны гибридной (Medicago varia) и тимофеевки луговой (Phleum pratenseЭти культуры приспособлены к засушливым условиям и солончаковым почвам, что открывает перспективы практического использования их в сухих регионах стартовых площадок для ракетно-космических комплексов.
В течение недели часть образцов культивировали в обычной воде, а часть — в воде с раствором несимметричного диметилгидразина. Через семь дней авторы проверили наличие токсичных продуктов окисления несимметричного диметилгидразина в растворе. Токсичность среды до и после обработки бактериями и проростками растений авторы исследовали с помощью бактериальных люминесцентных биосенсоров, способных выявлять токсичные вещества, включая соединения, стимулирующие мутагенез за счет повреждения ДНК.
Оказалось, что бактерии Bacillus subtilis KK1112 наиболее эффективно дезактивирует токсикант в комбинации с проростками безостого костреца. Сочетание микроорганизмов и растений практически полностью нейтрализовало действие производных несимметричного диметилгидразина. Бактерии очищали среду и защищали проростки от вредных соединений, позволяя им нормально развиваться даже при загрязнении. В отсутствии микроорганизмов несимметричный диметилгидразин замедлил рост корневой системы и надземных органов растений на 60%, чего не наблюдалось при добавлении . Bacillus subtilisРезультаты свидетельствуют о возможности использования выделенного штамма в сельском хозяйстве как пробиотика для растений.
Мы разработали природную очистку, где бактерии и растения уничтожают вредные соединения и восстанавливают почву. Это экологически чистое и экономически выгодное решение серьёзной проблемы. Разработка позволяет восстанавливать территории, пострадавшие от запуска ракет.
Такие комбинации могут быть использованы для других промышленных загрязнений, а их эффективность проверяется с помощью биосенсоров. Руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сергей Баженов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики Научно-исследовательского центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, рассказывает.
Информация предоставлена пресс-службой Российского научного фонда
Источник фото: ru.123rf.com