Для производства некоторых нефтепродуктов используется несимметричный диметилгидразин – бесцветная прозрачная жидкость с низкой температурой кипения. При контакте с кислородом это вещество образует соединения, которые вызывают мутации в ДНК, а потому представляют опасность для живых организмов. Поэтому ученые ищут способы снижения негативного воздействия диметилгидразина на окружающую среду, в том числе при попадании в почву.
Один из таких способов предложили ученые Московского физико-технического института (МФТИ), которые с помощью селекции вывели штамм бактерий Bacillus subtilis KK1112, способный выживать в экстремальных условиях – при концентрациях несимметричного диметилгидразина, превышающих предельно допустимые в 200 тыс. раз. Эти бактерии не только устойчивы к ядовитому веществу, но и активно участвуют в его преобразовании в безопасные соединения.
Основой разработки стали почвенные бактерии: при выращивании ученые добавляли в их среду несимметричный диметилгидразин, постепенно увеличивая его концентрацию. Такой подход привел к тому, что клетки, чувствительные к токсичному веществу, погибли, а устойчивые – выжили. При этом бактерии в ходе селекции приобретали новые свойства за счет мутагенеза. В результате авторы получили штамм Bacillus subtilis KK1112, а затем использовали его для создания бактериально-растительных консорциумов.
Для этого ученые биологи добавили препарат из бактерий к четырехдневным проросткам неприхотливых кормовых трав: костреца безостого (Bromus inermis), люцерны гибридной (Medicago varia) и тимофеевки луговой (Phleum pratense). Часть образцов в течение недели выращивалась в обычной воде, а часть – в воде с раствором несимметричного диметилгидразина.
Оказалось, что бактерии Bacillus subtilis KK1112 деактивируют токсикант эффективнее всего при использовании вместе с проростками костреца безостого. Во время экспериментов бактерии не только очищали среду, но и защищали проростки от вредных соединений, позволяя им нормально развиваться даже в присутствии загрязнения. Если в отсутствии микроорганизмов несимметричный диметилгидразин на 60% замедлял рост корневой системы и надземных органов растений, то при добавлении Bacillus subtilis такого не наблюдалось.
«По сути, мы создали природную систему очистки, в которой бактерии и растения совместно разрушают опасные соединения и восстанавливают плодородие почвы. Это экологически чистый и экономически выгодный способ решения серьезной экологической проблемы», – цитирует МФТИ кандидата биологических наук Сергея Баженова.
