Жизнь на газе. Небывалые бактерии
25.09.2007     http://www.popmech.ru/part/?articleid=2794&rubricid=3

Не одна только российская экономика сильно зависит от природного газа. В придонных отложениях на большой глубине моря обнаружен неизвестный ранее вид бактерий, питающийся одними только насыщенными углеводородами.

Насыщенные углеводороды – метан, этан, пропан, бутан – составляют природный газ. Он накапливается в естественных подземных резервуарах, в том числе и в нефтяных, и уже там может подвергаться разложению под воздействием тех же естественных процессов.
По словам одного из участников исследования Ганса Вилкса (Heinz Wilkes), выделенные из морских отложений анаэробные бактерии отличаются крайне необычной биохимией. Для клеточного дыхания вместо кислорода они используют сульфат, и с его помощью утилизируют пропан и бутан в качестве единственного источника углерода и энергии. Эти микробы крайне специализированы, полностью адаптировавшись к непростым условиям существования, где они не встречают конкурентов.
Для этого им пришлось выработать и использовать совершенно уникальный биохимический механизм, позволяющий превращать эти химически инертные углеводороды в активные метаболиты, которые затем могут окисляться с образованием углекислоты. По мнению ученых, дальнейшее изучение этих необычных микроорганизмов позволит разработать новые и более эффективные технологии получения различных производных из природных углеводородов – прежде всего, газа и нефти.
Ученые то и дело сообщают об открытии все новых микроорганизмов, обладающих самыми невероятными способностями – например, устойчивости к жесткой радиации («Бактерия-супермен»), способности питаться нефтью («Всюду жизнь!») или в неимоверно загрязненных местностях («Любители жить в грязи»).

Бактерия-супермен. Странная ягода, устойчивая к радиации
27.03.2007     http://www.popmech.ru/part/?articleid=1872&rubricid=3

Вообще-то бактерии не выдерживают воздействия гамма-излучением, но есть среди них настоящий «супермен», способный переносить его без особых проблем. Оказалось, это свойство не связано со способностью бактерий защищать свою ДНК, как считалось до сих пор.

Высокоэнергетическое гамма-излучение повреждает биомолекулы живых организмов. В клетке появляется множество свободных радикалов, которые из-за своей чрезвычайно высокой химической активности тут же вступают в реакции, внося еще больший хаос и разрушение. «Ахиллесовой пятой» клетки выступает ее генетический материал: такие интенсивные повреждения исправить не удается, и организм быстро и необратимо погибает. Можно сказать, что этой силе не в силах противостоять никто – кроме небольшой и незаметной бактерии.
Чемпиона по устойчивости зовут Deinococcus radiodurans, и он способен выдерживать излучение силой до 10 тыс. грэй, смертельное и для бактерий, и, конечно, для более сложных клеток высших организмов. Между тем радиация повреждает его геном ничуть не меньше, чем у других – значит, причина его поразительной стойкости в чем-то ином.
Майкл Дэли (Michael Daly) из американского Университета вооруженных сил сделал предположение о том, что «конек» этой бактерии – в особой активности ее белков, относящихся к репарационной системе, на которую возложен ремонт и восстановление поврежденных нитей ДНК. Кроме того, он заметил, что устойчивые D. radiodurans содержат в сотни раз больше ионов марганца, нежели их «обычные» собратья. В своем недавнем исследовании возглавляемая им группа ученых заинтересовалась способностью этих ионов противодействовать свободным радикалам. Им удалось обнаружить необычный марганцевый комплекс, который нейтрализовал вредное воздействие, но – ко всеобщему удивлению – защищал он не столько ДНК, сколько клеточные белки. Действительно, именно белки D. radiodurans обладают невероятной устойчивостью против гамма-лучей.
Ученым почти удалось выделить чудодейственный марганцевый комплекс в чистом виде, а в будущем они надеются разработать методы его доставки в клетки различных типов. Такое решение может стать основой для создания модифицированных бактерий, разлагающих токсичные отходы, а в еще более отдаленном будущем – для эффективных методов противорадиационной терапии.

Пожиратели нефти. Всюду жизнь!
15.05.2007     http://www.popmech.ru/part/?articleid=2052&rubricid=3

Обнаружено более 200 ранее неизвестных видов бактерий, способных обитать в условиях высокой концентрации нефти и битума и способных расщеплять нефтепродукты.

Бактерии, живущие в нефтепродуктах, давно привлекают внимание ученых, однако до сих пор никому не удавалось выделить ДНК таких микроорганизмов. Дэвид Кроули (David Crowley) с коллегами додумался заморозить образец битума в жидком азоте, и из полученной измельченной массы получить ДНК, пригодную для изучения.
Большинство из более 200 идентифицированных видов бактерий принадлежат к ранее неизвестным семействам. Однако их ближайшие родственники относятся к бактериям, способным выживать в условиях повышенной солености, в токсичной и даже радиоактивной среде.
Также определены гены, кодирующие три ранее неизвестных класса ферментов. По словам авторов, бактерии, оказавшиеся около 28 тыс. лет назад в почве, перемешанной с нефтью, выработали уникальные механизмы, позволяющие им выживать в присутствии большого количества токсичных нефтепродуктов, отсутствии воды, а также при дефиците или полном отсутствии кислорода.
Новые бактерии и их ферменты можно использовать для биологической очистки нефтяных разливов, разработки новых лекарственных препаратов, производства биотоплива, повышения эффективности нефтедобычи и других биотехнологических производствах.

Любители жить в грязи. Бактерии удаляют ржавчину, вырабатывают электричество и очищают почву
20.06.2006     http://www.popmech.ru/part/?articleid=449&rubricid=3

Защитить металлические поверхности от коррозии поможет бактерия Shewanella oneidensis, обнаруженная в загрязненных водах озера Онейда в штате Нью-Йорк.

Этот стойкий микроорганизм, открытый всего 15 лет назад, способен выжить даже в неимоверно грязных сточных водах, разлагая растворенные в них токсичные соединения металлов, при этом в качестве одного из «побочных продуктов жизнедеятельности» выделяется электричество. Шеванеллу можно использовать для очистки не только промышленных и бытовых стоков, но, возможно, и для биологического восстановления (ремедиации) территорий, загрязненных соединениями тяжелых металлов, включая радиоактивный уран. Минобороны США уже выделил на работы по изучению уникального микроба 4,4 миллиона долларов.
В ходе экспериментов, проведенных в Университете Южной Калифорнии, металлические пластинки помещались в среду, содержащую культуру S. oneidensis. Результат (через неделю пребывания в растворе) налицо – вернее, на снимке. Лучше всего бактерия защитила медь – в общем-то, не хуже, чем пластиковое антикоррозийное покрытие. Бронзовая пластина тоже сияет, как новенькая. Хуже бактерии справились с защитой от коррозии алюминия, средне проявили себя на обычной стали и цинке.
В планах исследователей – выяснение механизмов взаимодействия бактерий с металлом и подбор оптимальных условий для жизни и работы антикоррозионной биопленки.