От десетилетия е известно, че определени организми, открити предимно дълбоко в земята и под водни тела, могат да разграждат токсичните вещества, създадени от много индустрии. Тези микроби, замърсяващи замърсяването, са били използвани за третиране на неща като замърсяване на подземните води и нефтеното разливане на Deepwater Horizon, в процес, известен като биоремедиация. Но методът не е отнет точно - възпроизвеждането на достатъчно от тези организми за лечение и по-нататъшно изследване е трудно и учените не са разбрали как организмите всъщност демонтират тези сложни химикали.
Свързано съдържание
- Ястреб, открит във Ванкувър, "печели" най-замърсената птица в световната награда
Изследователи от Манчестърския университет обаче току-що са открили, че тези микроскопични организми използват общия витамин В12 за разграждане на токсичните странични продукти и откритието скоро може да доведе до нови мощни техники за почистване. Проучването им, публикувано наскоро в списанието Nature, обяснява как те са използвали рентгенова кристалография, процес, който измерва дефракцията на рентгеновите лъчи, за да създадат подробни 3D изображения на атомни структури, т.е. да станем свидетели на това как процесът работи в организмите за първи път.
Използвайки рентгенова кристалография, изследователите са показали, че някои видове бактерии поемат токсични органохалиди през тънка водоустойчива цепка (зелена) и я съдържат в джоб (лилав), съдържащ витамин В12, който отделя халогенните атоми, като по този начин намалява или неутрализираща токсичност. (Наука) (Наука) Органохалидите (наречени по техните ковалентно свързани халогенни атоми) са гадни странични продукти от производството на неща като тиган с незалепващо действие, разтворители за химическо чистене и промишлени обезмаслители. Вулканите и мълниите ги излъчват и в малки количества. Някои организми, обитаващи земята, токсини, всъщност „дишат” молекулите органохалиди, отделяйки някои или всички халогенни молекули в процеса, по същия начин, по който хората вдишват кислород и изхвърлят въглеродния диоксид. Според неотдавнашна статия в Science тези организми пускат съдържащите халоген токсини през тънък водоотблъскващ отвор и ги държат в джоб, който съдържа специфичен вид витамин В12, т.е. заедно с ензимите, които катализират процеса на редукция на халогена. Витамин В12 е ключов за процеса, тъй като съдържа реактивен атом на кобалт, който разрушава въглеродната и халогенната връзка. Дори когато процесът не премахва всички токсини, той все още увеличава разтворимостта на молекулата, което позволява по-бързото й разпръскване и разграждане. Екипът също така твърди, че е преодолял предизвикателството да произвежда организмите в голямо количество, чрез генетично модифициране на други, по-бързо растящи организми, за да произвеждат ключовите ензими, разрушаващи замърсяването.
Дейвид Лейс, един от авторите на статията, работи върху разбирането на този процес на детоксикация от 15 години. Според него организмите, наречени общо редуктивни дехалогенази, често се срещат на местата на замърсяване с халокарбон, като водни тела в близост до фабрики, които произвеждат индустриални химикали. Лейс добавя, че някои от тези организми съдържат повече от 35 различни халоген-редуциращи ензими, което означава, че има много възможности за подобряване на процеса на токсични почиствания, но и много повече за изследване.
„Можем да започнем да се опитваме да предвидим какви съединения могат да използват дадена бактерия / ензим [комбинация] от последователността на генома“, казва Лийс. Той също така казва, че знанията, получени от научните изследвания, ще дадат възможност на учените да проектират организмите и техните химични процеси, за да се насочат към специфични от човека токсини.
Освен подобрено токсично пречистване, пробивът трябва да доведе до по-добро откриване на органохалиди в хранителните запаси и околната среда. Системите за търсене на халоген на бактериите могат да бъдат съчетани със система, която произвежда флуоресцентен зелен протеин, създавайки видим маркер в присъствието на токсините. Като алтернатива, електродите могат да бъдат използвани за наблюдение на активните ензими за специфични сигнали, които организмите излъчват в присъствието на органохалиди.
Не е ясно как точно или кога тези нови знания ще променят драстично процеса на почистване от химически замърсители, тъй като има още много работа. Но знанието как точно работи процесът трябва да стимулира напредъка.
