В водоемах по всему миру все чаще фиксируется вредоносное цветение цианобактерий — сине-зеленых водорослей, выделяющих опасные токсины, включая микроцистины. Традиционные способы очистки являются дорогими и могут оставлять токсичные остатки, поэтому ученые ищут безопасные биологические альтернативы.
Сотрудники Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН исследуют возможности применения фермента MlrA, который выделяется бактериями, разлагающими микроцистины. Этот фермент разрушает циклическую структуру токсина, снижая его вредное воздействие в 2100 раз, что делает его практически безопасным, сообщает пресс-служба РАН.
Основная проблема заключается в сложности получения MlrA в больших объемах, так как фермент содержит гидрофобные участки и плохо накапливается в стандартных бактериальных системах. Российские ученые предлагают не выделять белок, а внедрять его ген в фотоавтотрофные организмы (например, растения и цианобактерии), которые производят органические вещества из CO₂ и воды с помощью солнечного света.
Такие организмы не требуют дорогостоящих добавок и естественным образом взаимодействуют с токсичными цианобактериями. Это открывает возможности для создания «живых биофильтров», способных долго работать в поверхностных слоях воды. Подобные эксперименты уже проводились: ген mlrA переносили из бактерии Sphingomonas в нетоксичную цианобактерию Synechocystis. Фермент проявил высокую активность, но оставался внутри клеток. При дальнейшем усовершенствовании метода есть шанс разработать стабильную систему.
Эта технология может быть широко использована для очистки воды в районах с массовым цветением — у водозаборов, на рыбоводческих фермах и в зонах отдыха. «Живые биофильтры» могут функционировать автономно, используя солнечный свет и минеральные вещества, что позволит уменьшить затраты на очистку водоемов.
Авторы исследования отмечают, что отношение к генетически модифицированным микроорганизмам остается настороженным, а законодательство в этой области еще формируется. Тем не менее, существуют успешные примеры: в 1988 году для утилизации фенола после пожара на сланцевой шахте в Эстонии была использована генно-модифицированная бактерия Pseudomonas putida.
