Ученые КФУ выявили штамм дрожжей, очищающий окружающую среду от отходов военной промышленности

Уникальный штамм дрожжей Yarrowia lipolytica Y-3492, способный в течение непродолжительного периода полностью очистить сточные воды, был открыт сотрудниками кафедры микробиологии Казанского федерального университета в процессе анализа загрязненных нефтью торфяников Западной Сибири. Исследования проводились под руководством профессора Риммы Наумовой.

Речь идет об очистке территорий от нитроароматических соединений, использующихся в качестве взрывчатых веществ, гербицидов, инсектицидов, а также как сырье для производства полимеров, красителей, лекарств. В большой концентрации подобные вещества содержатся в отходах предприятий нефтехимической и военной промышленности. Исследования проводились на примере  тринитротолуола (тротила).  

"Yarrowia lipolytica обладают специфическими ферментами, которые позволяют использовать этот штамм дрожжей для биоремедиации сточных вод, загрязненных тринитротолуолом, - пояснила старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Микробные биотехнологии" Ирина Хиляс. – Совместно с Айратом Зиганшиным и Робином Герлахом (Университет штата Монтана, США) нами был разработан способ обезвреживания вещества в условиях полунепрерывного культивирования микроорганизмов и проведены лабораторные исследования, позволяющие говорить о том, что такой способ очистки является эффективным".

Так, было выявлено, что в течение четырех месяцев Yarrowia lipolytica способны снизить уровень концентрации загрязнителей в 50 раз.

Как известно, последствия для здоровья людей, проживающих вблизи территорий, загрязненных тринитротолуолом, весьма серьезны. Хронические отравления этим веществом сопровождаются поражением крови, печени, желудочно-кишечного тракта и глаз. При длительном воздействия тринитротолуола может развиться катаракта, обусловленная отложением вещества в хрусталике.

Преимущество Yarrowia lipolytica по сравнению с различного рода сорбентами, которые применяются для аналогичных очистных работ, состоит в том, что, в случае использования дрожжей, образуется значительно меньшее количество токсинов, которые в последующем попадают в окружающую среду. Также была доказана более высокая эффективность очистки территорий при использовании этого штамма дрожжей, нежели при помощи ряда иных микроорганизмов.

Стоит отметить, что открытые учеными КФУ микроорганизмы можно использовать не только в качестве биодеградатора, но и в качестве детектора загрязнителей как в сточных, так и в природных водах.  Проведение экспресс-анализа при помощи микробного биосенсора занимает лишь несколько минут.

Исследования по идентификации ферментов дрожжей, участвующих в выявлении наличия загрязняющих веществ, были проведены учеными КФУ совместно с Гюнтером Локнетом (Гиссенский университет им. Юстуса Либиха). В результате проведенных исследований был обнаружен фермент, который меняет цвет под воздействием нитроароматических соединений.

"Сейчас мы находимся на стадии завершения идентификации ферментов, - отметила Ирина Хиляс. – Следующий этап – поиск оптимальных носителей для нанесения ферментов. Скорее всего, это будет некий микрочип, на который впоследствии будет наноситься образец для выявления наличия в нем загрязнителей".

Добавим, по результатам исследований были опубликованы статьи в журналах "FEMS Microbiological Letters", "Applied Environmental Microbiology", "Biodegradation", "Микробиология". Кроме того, на изобретения – биосенсор и способ биологической очистки воды от тринитротолуола – были получены патенты. Также планируется приступить к поиску заказчиков для коммерческой реализации проекта.