Микроб из сточных вод удивил ученых. Немецкие биологи обнаружили новый бактериальный механизм уничтожения хлорметана — токсичного газа, который разрушает озоновый слой Земли.
Международная команда исследователей под руководством биолога Юлии Курт из Университета Мюнстера выявила новый путь нейтрализации хлорметана — токсичного газа, который представляет опасность для человека и способствует разрушению озонового слоя. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Хлорметан (CH3Cl) образуется при сжигании угля, древесины и иной биомассы. В химической промышленности он служит промежуточным продуктом в производстве силиконов и каучуков, но при соблюдении технологической безопасности его утечка в природу маловероятна. Также его выделяют природные источники — растения, водоросли и грибы. Ученые давно знали, что некоторые аэробные бактерии способны разлагать это соединение в присутствии кислорода, но механизм его переработки в условиях отсутствия кислорода оставался загадкой.
Разгадку помогла найти бактерия Acetobacterium dehalogenans, которая обитает, в частности, в сточном иле. Исследователи выявили, что у нее имеется уникальная ферментная система, позволяющая превращать хлорметан в безвредные вещества. В процессе от молекулы отделяется ион хлора, а оставшаяся метильная группа использует бактерия как источник энергии и углерода.
Молекулярный тоннель, которого никто не ожидал
Особое внимание ученых привлекло строение нового ферментного комплекса. Исследования показали, что молекулы хлорметана перемещаются к активному центру фермента через уникальную молекулярную туннельную систему. Этот способ доставки субстрата ранее не был описан.
Авторы также установили, что гены, отвечающие за функционирование этого механизма, присутствуют не только у A. dehalogenans. Их аналоги были обнаружены у других бактерий, обитающих в морских донных отложениях и даже в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Это может свидетельствовать о том, что новый путь разложения хлорметана широко распространен в природе.
По мнению исследователей, это открытие имеет значение для нескольких областей науки — от климатических исследований до биотехнологий и очистки загрязненных территорий.
