Новое понимание бактерий Oleispira antarctica важно для понимания их адаптации к низким температурам и может помочь в стратегиях смягчения последствий нефтяных разливов в полярных морях или глубоком море, согласно комментариям, сделанным международной группой в рецензируемом журнале Nature Communications.До сих пор химические вещества часто использовались для устранения нефтяных катастроф, для разрушения эмульсии масло / вода, делая нефть более растворимой и, таким образом, удаляя ее из поверхностных вод.
По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), около семи миллионов литров таких химикатов было использовано для борьбы с нефтяным загрязнением в Мексиканском заливе в результате разлива около 700000 тонн сырой нефти в море в результате морского бурения нефтяных скважин. платформы "Deepwater Horizon" в 2010 году. Одними из самых известных из них были диспергенты под торговой маркой Corexit, разработанные после печально известной аварии танкера Exxon Valdez на Аляске в 1989 году.
Однако эти вещества подверглись серьезной критике из-за их побочные эффекты на человека и окружающую среду. Поэтому в контексте проекта ЕС BACSIN ученые из разных стран изучали альтернативы.«Один из подходов, например, может заключаться в стимулировании роста бактерий, разлагающих масло, или, например, путем облегчения их использования путем сублимационной сушки, чтобы их можно было легче распылять, чем порошки, на масляное пятно», — объясняет д-р Герман Дж. Хейпипер из УФЗ. "Однако есть еще много деталей, которые требуют доработки до наступления дня, когда они могут быть использованы для борьбы с ущербом от разливов нефти.
Поэтому принципу предосторожности следует уделять приоритетное внимание. Какими бы согласованными ни были усилия, природа никогда не сможет полностью вернуться в исходное состояние, не говоря уже о том, что смягчение ущерба окружающей среде от разливов нефти намного дороже, чем его предотвращение ».
Бактерии, разлагающие нефть, не являются изобретением человека. Фактически, они существуют уже миллионы лет.
Единственное, что является новым, — это количество разлитой в море нефти в результате нефтяных катастроф. Поэтому наука ищет новые способы ускорения процессов естественной деградации. Одно из них было сосредоточено на бактериях, разлагающих углеводороды, — так называемых морских облигатных углеводородокластических бактериях. Эти специалисты по разложению углеводородов в морских экосистемах способны разлагать алифатические углеводороды и использовать их в качестве источника энергии.
Эти бактерии распространены в морской воде во всем мире, хотя и в небольших количествах. Если они вступают в контакт с сырой нефтью, их популяция увеличивается в геометрической прогрессии. Образуется своего рода налет, похожий на те, с которыми мы знакомы по цветению морских водорослей. И все же, несмотря на их важное экологическое значение, все еще относительно мало известно о процессах, происходящих в клетках этих бактерий.
Поэтому под руководством доктора Германа Дж. Хейпипера исследователи из UFZ провели подробный физиологический и геномный анализ двух эталонных штаммов этой группы бактерий (Alcanivorax borkumensis и Oleispira antarctica), которые чрезвычайно универсальны.
Это можно увидеть, в частности, по изменениям на поверхности клетки, по тому, как биологически окисленные алифатические углеводороды встраиваются в клеточные мембраны, и по регуляции генов, чтобы адаптироваться к стрессу окружающей среды.Alcanivorax borkumensis — морская бактерия, получившая свое название от места, где она была обнаружена — на острове Боркум (несмотря на ее распространение по всему миру). Он считается одним из наиболее важных организмов, способных разрушать разливы нефти в морских системах. Тем не менее, до сих пор отсутствовала информация о росте и физиологии этих бактерий в отношении углеводородов с разной длиной цепи.
Недавние исследования показали, что бактерии особенно эффективны при переработке алканов с длиной углеродной цепи от 12 до 19 атомов углерода. «Рост клеток подтвердил, что эта бактерия не только способна поглощать промежуточные продукты жирных кислот в собственном организме, но и преобразовывать их», — объясняет Хейпипер.Напротив, для значительно более холодных полярных морей или морских глубин Олейспира была бы более подходящей бактерией. Он может выжить при температурах около 5 градусов по Цельсию, которые типичны, например, на морском дне Мексиканского залива. С одиннадцатью кристаллическими структурами белка он имеет наибольшее количество структур среди холодолюбивых микроорганизмов и явно имеет больше отрицательных зарядов на поверхности, чем микроорганизмы при умеренных температурах.
Даже если большинство ферментов этой бактерии больше не работают оптимально в условиях холодной погоды, они все равно работают в достаточной степени, чтобы ускорить рост и превзойти других конкурентов, если вдруг станет доступной углеводородная диета из сырой нефти. Устойчивость этих бактерий является доказательством их экологической конкурентоспособности в холодных условиях, что делает их хорошими кандидатами для разработки биотехнологических решений по снижению загрязнения нефтью в полярных регионах.
Новое понимание этих двух бактерий — небольшой, но важный шаг вперед в поисках альтернатив токсичным диспергаторам, которые использовались до сих пор.