Российские ученые изучили, как черная плесень нейтрализует трибутилфосфат
Обычно, увидев черную плесень в помещении, мы стремимся избавиться от нее как можно скорее. Микроскопический гриб Aspergillus niger обладает уникальной живучестью и умением приспосабливаться к любым неблагоприятным условиям среды, но для человека воспринимается как признак бытовой неприятности. Он портит еду, размножается в сырых углах, вызывает аллергию и ассоциируется с антисанитарией. Однако именно эти качества — устойчивость к токсичным веществам и способность расти в экстремальных условиях — оказались ключевыми для неожиданной сферы его применения. Ученые задействовали этот гриб для утилизации одного из самых проблемных промышленных загрязнителей — трибутилфосфата.
Исследование опубликовано на английском языке в издании Biology Bulletin Reviews, на русском — в журнале «Микология и фитопатология».
Трибутилфосфат (ТБФ) — органическое соединение, представляющее собой эфир ортофосфорной кислоты и н-бутанола. Это вязкая, бесцветная, плохо растворимая в воде жидкость, обладающая высокой растворяющей способностью по отношению к ряду металлов и их соединений. Благодаря этим свойствам ТБФ нашел широкое применение как экстрагент при переработке отработанного ядерного топлива и выделении урана и плутония, в качестве компонента флотационных реагентов для разделения трудноотделимых металлов, таких как цирконий и гафний, а также при производстве пластификаторов, гербицидов, пеногасителей и гидравлических жидкостей.
Мировое производство ТБФ составляет десятки тысяч тонн в год, и следы этого соединения регулярно обнаруживаются не только в промышленных стоках, но и в почве, воздухе, воде, продуктах питания и даже в тканях человека — в том числе в плаценте.
ТБФ относится к классу органофосфатных соединений, известных своей высокой токсичностью. Он является специфическим ингибитором ферментов, включая ацетилхолинэстеразу, бутирилхолинэстеразу, липазы и протеазы. В результате нарушается передача нервных импульсов и работа мышц, что может привести к резкому снижению двигательной активности, параличу дыхания и даже гибели водных и наземных организмов.
Кроме того, ТБФ — липофильное соединение, то есть легко проникает через биологические мембраны и накапливается в тканях живых организмов, особенно в жировой ткани и печени. Уже при низких концентрациях он вызывает гибель водных микроорганизмов, рачков и рыб. В экспериментах, описанных в статье, среда с ТБФ даже при 50-кратном разбавлении убивала 25% инфузорий Paramecium caudatum за час, а при 8-кратном — 60% рачков Artemia salina.
Поэтому разработка эффективных, экологически безопасных методов его утилизации — одна из актуальных задач современной биотехнологии.
Предыдущие исследования показали, что два штамма Aspergillus niger (F-4815D и его «дочерний» вариант F-4816D) способны использовать в качестве источника фосфора, необходимого для жизни, даже такое ядовитое вещество как белый фосфор. Это навело группу ученых из Казанского национального исследовательского технологического университета, Казанского научного центра РАН, Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН и Российского университета дружбы народов на мысль проверить способность этих плесневых грибов использовать для роста и органический фосфорсодержащий токсин — ТБФ.
В экспериментах грибы выращивали на среде Чапека с добавлением 0,01% ТБФ — как при наличии, так и при отсутствии неорганических фосфатов. Оба штамма выжили в присутствии ТБФ, а дочерний штамм F-4816D, полученный путем искусственного отбора, показал наиболее высокую устойчивость. В отсутствие других источников фосфора его рост даже усиливался в среде с ТБФ. Это позволяет предположить, что гриб расщепляет ТБФ на менее токсичные продукты — дибутилфосфат, монобутилфосфат, а затем — на неорганический фосфат и бутанол, которые использует в своем метаболизме.
То, что мы обычно считаем недостатком — упрямую способность плесени выживать в токсичных условиях, — стало ее главным достоинством. Благодаря этой устойчивости Aspergillus niger может колонизировать загрязненные зоны и выполнять функцию биологического детоксиканта.
Колонии Aspergillus niger F-4816D через 12 суток после посева: а — среда Чапека, б — среда Чапека + трибутилфосфат, в — среда Чапека без фосфатов, г — среда Чапека без фосфатов + трибутилфосфат / © «Микология и фитопатология»
Перспективы применения штамма F-4816D включают:
- создание биофильтриров и биореакторов с микроскопическими грибами для очистки промышленных сточных вод от ТБФ и связанных с ним металлов;
- рекультивацию почв на участках добычи и переработки руд.
Это особенно важно для регионов с развитой горнодобывающей или ядерной промышленностью, включая Мурманскую область, где присутствуют предприятия, работающие с редкими и радиоактивными металлами.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно