Вредоносное цветение водоемов решили остановить с помощью «живых биофильтров». Ученые внедряют ген фермента MlrA в цианобактерии, чтобы они могли самостоятельно расщеплять опасные токсины без человеческого вмешательства.
В последние годы вредоносное цветение цианобактерий стало все более распространенным явлением в реках и озерах. Эти микроорганизмы выделяют опасные токсины — микроцистины, которые угрожают здоровью как людей, так и животных. Обычные методы очистки часто дорогостоящи и не всегда безопасны для экологии, поэтому ученые ищут биологические альтернативы. Исследователи Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН предложили новую концепцию «живых биофильтров», которые способны самостоятельно очищать воду.
Ключевым элементом данной технологии является фермент MlrA, как сообщается на сайте Российской академии наук. Он выделяется особыми бактериями и способен расщеплять микроцистины, разрушая их циклическую структуру. В результате этого процесса токсичность соединений уменьшается в 2100 раз, что делает их практически безопасными.
Однако существует проблема: производство этого фермента в промышленных масштабах затруднено из-за его сложной структуры. Вместо синтеза белка в лабораториях ученые предлагают другой подход — генетически модифицировать сами фотосинтезирующие организмы.
Суть заключается в том, чтобы интегрировать ген фермента MlrA в геном нетоксичных цианобактерий или других фотосинтетических организмов. Такие «биороботы» имеют несколько преимуществ. В частности, они используют солнечный свет и минеральные вещества, не требуя дорогих органических добавок. Находясь в верхнем слое воды, они могут взаимодействовать с ядовитыми водорослями без постоянного участия человека.
Ученые подчеркивают, что аналогичные эксперименты уже проводились. Ранее ген MlrA переносили в цианобактерию Synechocystis, где он проявил высокую активность. Следующим этапом станет модификация организма так, чтобы фермент выделялся наружу, а не оставался внутри клетки.
По мнению исследователей, такие «живые биофильтры» отлично подойдут для установки в местах водозабора для питьевых нужд, на рыбоводческих фермах и в зонах отдыха. Это позволит снизить расходы на очистку водоемов и восстановить экосистемы.
Тем временем спутниковые снимки выявили тревожные изменения ледниковых озер.
Фото: hi-tech.mail.ru