УДК 502; 574
ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УЛУЧШЕНИИ УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ СВОЙСТВ БАКТЕРИЙ-
НЕФТЕДЕСТРУКТОРОВ.
Хлыбова Н.А., Масалимов Ж.К.
Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана, Казахстан, [email protected]
Нефть и нефтепродукты относятся к наиболее опасным и распространенным загрязнениям окружающей среды. В результате активного процесса добычи, переработки и транспортировке нефти, ежегодно в окружающую среду поступает от нескольких десятков до сотен тонн нефти. Нефтяное загрязнение в почве и воде подавляет дыхательную активность и микробное самоочищение, изменяет соотношение между отдельными группами естественных микроорганизмов, меняют направление метаболизма, угнетает процессы фиксации азота, нитрификации, разрушения целлюлозы, приводит к накапливанию трудноокисляемых продуктов, уменьшает количество корневых выделений и органических остатков растений, являющихся важнейшими факторами питания микроорганизмов. Проблема очистки биосферы от нефтяных загрязнений приобретает более острый и актуальный характер.
На сегодняшний день наиболее эффективным методом очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений является биологический метод. Метод основан на использовании микроорганизмов, способных использовать углеводороды нефти и нефтепродуктов в качестве единственного источника углерода. Это дает возможность снизить концентрацию нефти до фоновых значений при низких эксплуатационных затратах и простоте решения.
Среди мер, предпринимаемых с целью очистки биосферы от загрязнений, важное место занимает интенсификация микробиологических способов деструкции нефти. При этом предполагается активация не только аборигенной микрофлоры, но и внесение биопрепаратов, содержащих штаммы активных нефтедеструкторов.[1-2]
Основой микробиологической промышленности является бактериальная клетка.
Необходимые для промышленного производства клетки подбираются по определѐнным признакам, самый главный из которых — способность производить, синтезировать, при этом в максимально возможных количествах, определѐнное соединение — углеводороды.
Задача получения промышленных штаммов углеводородокисляющих бактерий очень важна, для их видоизменения и отбора разработаны многочисленные приѐмы активного воздействия на клетку — от обработки сильно действующими ядами, до радиоактивного облучения. Цель этих приѐмов одна — добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат — получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых потом отбирают наиболее подходящие для процесса нефтедестркуции. Генноинженерные микроорганизмы обладают важными преимуществами.
Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Плазмиды широко используются в генной инженерии для переноса генетической информации и генетических манипуляций. Для этого создаются искусственные плазмиды — векторы, состоящие из частей, взятых из разных генетических источников, а также из искусственно созданных фрагментов ДНК.
Природные плазмиды играют важную роль в эволюции бактерий, особенно в их быстрой адаптации к меняющимся факторам среды. Природные плазмиды – дополнительный внехромосомный генетический материал. Она представляет собой кольцевую, двунитевую молекулу ДНК, гены которой кодируют дополнительные свойства, придавая селективные преимущества клеткам. Плазмиды способны к
автономной репликации, т.е. независимо от хромосомы или под слабым ее контролем. За счет автономной репликации плазмиды могут давать явление амплификации: одна и та же плазмида может находиться в нескольких копиях, тем самым усиливая проявление данного признака.
Известно, что на плазмидах часто локализованы гены, кодирующие биодеградацию органических соединений или устойчивость к абиотическим факторам окружающей среды. Вероятно, под селективным давлением загрязнителя и факторов окружающей среды у микроорганизмов экспрессируются плазмидные гены, обеспечивающие преимущества штаммов при существовании в экстремальных условиях.
Присутствие трансмиссивной катаболической плазмиды увеличивает метаболический потенциал аборигенного микробного сообщества и позволяет рассматривать тот или иной штамм как источник распространения генетических элементов, ответственных за процессы разрушения углеводородов, что представляет перспективу для практического применения штамма. Следовательно, обладающая катаболическими генами клетка-хозяин имеет очевидное преимущество перед другими микроорганизмами, поскольку способность расщеплять поллютант является защитным механизмом и обеспечивает микроорганизм дополнительным источником углерода и энергии. Следовательно, наличие плазмидной локализации генов, детерминирующих свойства биодеградации нефтяных углеводородов и галотолерантности у данных штаммов, что может обеспечить преимущества микроорганизмов сообщества при существовании в экстремальных условиях.
Поэтому поиск и изучение плазмидной активности у природных штаммов углеводородокисляющих бактерии позволит повысить эффективность нефтедеструкции существующих биопрепаратов использующихся для биологической ремедиации нефтезагрязненных территории и акватории.
Список литературы
1.Выбор активного микроорганизма-деструктора углеводородов для очистки нефтезагрязненных почв / Е. В. Сжабменов [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. – Т. 31. – 1995. – № 5. – С. 534–539.
2. Stewart, R. S. Distribution of multipe oil tolerant and oil degrading bacteria around a site of natural erude oil seepage / R. S. Stewart // Tex. J. Sei. – 1997. – 49. – № 4.
