Российские ученые придумали, как защитить водоемы от цветения
В водоемах мира все чаще происходит вредоносное цветение цианобактерий — сине‑зеленых водорослей, выделяющих опасные токсины, в том числе микроцистины. Традиционные методы очистки дорогие и могут оставлять вредные продукты распада, поэтому ученые ищут безопасные биологические альтернативы.
Сотрудники Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН проанализировали перспективы использования фермента MlrA, который выделяют бактерии, расщепляющие микроцистины. Фермент разрывает циклическую структуру токсина, снижая его вредное воздействие в 2100 раз, что практически делает его безвредным, пишет пресс-служба РАН.
Главная проблема — сложность получения MlrA в больших количествах: фермент содержит гидрофобные участки и плохо нарабатывается в обычных бактериальных системах. Российские ученые предлагают не выделять белок, а встраивать его ген в фотоавтотрофные организмы (растения и цианобактерии), которые создают органику из CO₂ и воды с помощью света.
Такие организмы не нуждаются в дорогостоящих добавках и естественным образом взаимодействуют с токсичными цианобактериями. Это открывает путь к созданию «живых биофильтров», способных к длительной автономной работе в поверхностных слоях воды. Подобные попытки уже предпринимались: ген mlrA переносили от бактерии Sphingomonas в нетоксичную цианобактерию Synechocystis. Фермент показал высокую активность, но оставался внутри клетки. При определенной доработке метода есть все шансы получить стабильно работающую систему.
Технология может найти широкое применение для очистки воды в районах массового цветения — у водозаборов, на рыбоводческих хозяйствах, в рекреационных зонах. «Живые биофильтры» могут работать автономно на солнечном свете и минеральных веществах, снижая затраты на очистку водоемов.
Авторы признают, что отношение к генетически модифицированным микроорганизмам настороженное, а законодательство находится в стадии формирования. Однако уже есть прецеденты: в 1988 году для утилизации фенола после пожара на сланцевой шахте в Эстонии успешно использовали генно-модифицированную бактерию Pseudomonas putida.
