Учёные вывели бактерии для очистки почвы от ракетного топлива

Российские учёные разработали технологию очистки почвы от высокотоксичного компонента ракетного топлива с помощью бактерий Bacillus subtilis KK1112 и неприхотливых кормовых растений. Это позволит восстанавливать загрязнённые территории вблизи космодромов и ракетных полигонов, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ).

Токсичный компонент ракетного топлива — несимметричный диметилгидразин (также известный как гептил) — образует при окислении соединения, которые вызывают мутации в ДНК, а потому представляют опасность для живых организмов. Поскольку часть топлива при запусках ракет оказывается в почве, исследователи ищут технологии очистки загрязнённых им территорий. Как отмечается в сообщении РНФ, наиболее эффективное разрушение гептила и продуктов его окисления происходит в присутствии растений и разнообразных почвенных микроорганизмов.

«Известно, что быстрее всего несимметричный диметилгидразин и опасные продукты его окисления разрушаются на территориях, где есть растения и обитает большое разнообразие почвенных микроорганизмов. Поэтому учёные считают, что, если правильно подобрать культуры бактерий и виды растений, можно создать консорциумы (сообщества), которые будут эффективно очищать почвы от компонентов ракетного топлива», — сообщили в пресс-службе РНФ.

Учёные Московского физико-технического института, Российского биотехнологического университета и Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии вывели штамм бактерий Bacillus subtilis KK1112, устойчивый к высоким концентрациям гептила (превышающих предельно допустимые в 200 000 раз) и способный преобразовывать его в безопасные соединения.

Полученный препарат был добавлен к проросткам широко распространённых и неприхотливых кормовых трав: костреца безостого (Bromus inermis), люцерны гибридной (Medicago varia) и тимофеевки луговой (Phleum pratense).

Исследователи выращивали образцы в воде с раствором гептила и без него в течение недели. Затем с помощью бактериальных люминесцентных биосенсоров была проверена токсичность образцов. Оказалось, что бактерии Bacillus subtilis KK1112 эффективнее всего дезактивируют токсикант при использовании вместе с проростками костреца безостого.

«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 серьёзной экологической проблемы», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, старшего научного сотрудника лаборатории молекулярной генетики Научно-исследовательского центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Сергея Баженова.

По его словам, разработка открывает новые возможности для восстановления территорий, пострадавших от запусков ракет. Подобные консорциумы можно подобрать и для других промышленных загрязнений, а их эффективность можно оценить с помощью биосенсоров.

Исследование показало, что бактерии не только очищали среду, но и защищали проростки от вредных соединений, позволяя им нормально развиваться даже в присутствии загрязнения. Так, в отсутствии микроорганизмов несимметричный диметилгидразин на 60 процентов замедлил рост корневой системы и надземных органов растений, чего не наблюдалось при добавлении Bacillus subtilis. Это указывает на то, что выделенный авторами штамм можно использовать в сельском хозяйстве в качестве пробиотика для растений, говорится в сообщении РНФ.

Кроме того, использованные учёными культуры могут расти в засушливых условиях и в засоленной почве, поэтому в перспективе их можно будет использовать в аридных зонах (пустынных) запусков космических аппаратов.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Bioremediation Journal.