ОХОТНИКИ ЗА ЭКОПОЛЛЮТАНТАМИ

— Родококки — одна из доминирующих групп микроорганизмов на антропогенно нарушенных территориях. Их характерная особенность — способность использовать углеводороды как единственный источник углерода и энергии. Это высокоэффективные биодеструкторы чужеродных для живых организмов химических соединений — ксенобиотиков, которые постоянно поступают в окружающую среду и накапливаются в ней. Родококки в силу исключительной гибкости обмена веществ минимально зависят от внешней среды, могут существовать в экстремальных условиях и почти не имеют «конкурентов» в способности разлагать органические загрязнители — экополлютанты — до неорганических продуктов или низкомолекулярных органических фрагментов, способных участвовать в природных циклах углерода.

Родококки играют определяющую роль в поддержании экологической устойчивости, в процессах естественного восстановления нефтезагрязненных экосистем и в формировании безуглеводородной атмосферы Земли. В этом заключается их планетарная функция.

Если еще до недавнего времени изучение родококков было преимущественно академическим занятием, то в последние годы эти исследования становятся все более прикладными. С их помощью можно не только разрушать химические загрязнители до простых веществ, но и получать на их основе полезные продукты. Родококки служат уникальными источниками специфических ферментов и биосурфактантов — поверхностно активных веществ, используемых для создания лекарственных препаратов, в частности иммуномодуляторов.

— Известны их морфология и структура, особенности метаболизма, запущены проекты по геномным исследованиям этих актинобактерий. Уже накоплен значительный материал по деградации основных загрязнителей родококками, все больше проясняется связь их способности к разложению труднодоступных ксенобиотиков, стрессовой выносливости и стратегий выживания в условиях комбинированного действия экотоксикантов и других негативных внешних факторов.

Родококки — сравнительно молодой объект биотехнологии. Несмотря на растущее количество новых научных разработок на их основе, остаются нерешенными еще многие фундаментальные вопросы. До конца не исследованы характер регулирующей программы этих бактерий, механизмы их защиты от экологических стрессов. Требуется более детальная расшифровка адаптивных реакций, обеспечивающих перекрестную устойчивость родококков ко многим химическим соединениям. Выяснение этих вопросов необходимо для оценки перспектив их промышленной эксплуатации, в том числе в технологиях разложения поллютантов и восстановления загрязненных экосистем, утилизации и обезвреживания отходов. А успешная реализация биотехнологического потенциала родококков зависит прежде всего от правильного выбора практически значимых штаммов.

— В результате многолетних экспедиционных исследований, которые мы проводили в широком географическом диапазоне — от Пермского Предуралья до районов Центральной России, Восточной и Западной Сибири, были собраны природные штаммы родококков разных видов, выделенные из многих тысяч образцов почв, поверхностных и пластовых вод, снега, воздуха, керна. Эти штаммы поддерживаются в Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов, которая имеет статус высокоэффективного центра коллективного пользования, входит в Национальный реестр объектов научной инфраструктуры Российской Федерации и в консорциум российских микробных коллекций. Коллекция — член Всемирной федерации коллекций культур, а также Европейского проекта по созданию инфраструктуры исследований микробных ресурсов, объединяющего ведущие европейские центры микробных генетических ресурсов.

Получено экспериментальное подтверждение тому, что в почве районов нефтедобычи поддерживается стабильная численность родококков, не подверженная резким сезонным колебаниям. Они активны в широком диапазоне экстремальных температур и кислотности, способны расти при высокой концентрации солей. Выделенные штаммы обладают активностью в отношении не только алифатических и ароматических углеводородов, нефтепродуктов, но и других трудно разлагаемых и токсичных поллютантов — гетероциклов, оксигенированных и галогенированных соединений, нитроароматиков, хлорорганических пестицидов.

В атласе прослежены процессы развития и дифференциации родококков в постоянном взаимодействии с внешней средой, дана сводная характеристика их морфологии и структуры, описаны типичные реакции родококков в ответ на действие токсичных поллютантов, а также ультратонкие изменения живых бактериальных клеток. Родококки, выращенные в углеводородсодержащих средах, имеют своеобразные клеточные приспособления, которые не формируются у этих микроорганизмов при культивировании в богатых питательных средах.

Собранный в Перми фонд непатогенных штаммов родококков — удобный объект для получения новых ценных веществ, разложения сложных органических соединений, а также для конструирования новых штаммов и разработки эффективных биотехнологий.

— Такое превращение микроорганизмов, питающихся органическими веществами, к которым относятся и родококки, вероятна на фоне крайне напряженной экологической ситуации. В условиях нарастающего техногенного прессинга на природные экосистемы практически любой сегодняшний свободноживущий микроорганизм способен стать патогенным. Родококки с их универсальным механизмом адаптации к любой среде обитания — одни из первых кандидатов, которые по мере дальнейшего ухудшения экологической обстановки могут перейти в круг потенциально патогенных организмов и уже завтра, а может, сегодня, пополнить растущий список инфекционных агентов. Микробиологам следует уделить этой проблеме самое пристальное внимание.

— Соавторы атласа-монографии — мои коллеги, имеющие опыт профессионального обращения с микроорганизмами загрязненных сред и владеющие особой культурой работы с ними. Сегодня в науке, особенно в биологической, ничего нельзя сделать в одиночку. Создать нечто действительно ценное возможно только в сообществе единомышленников. Здесь очень уместен тезис выдающегося российского микробиолога академика Георгия Заварзина, согласно которому консорциум, формирующийся как защитный механизм, а не множество единичных, нередко конкурирующих, индивидов, играет решающую роль в деятельности любой экосистемы. Как говорится, один в поле не воин.