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 Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.
Швейцарские биологи выяснили, зачем обыкновенные сипухи носят демаскирующее белое оперение. В полнолуние белые хищники выстраивают траекторию полета так, чтобы отражать свет на добычу и провоцировать у грызунов реакцию оцепенения. Подобная тактика позволила белым самцам добывать больше пищи и тратить на охоту меньше времени по сравнению с их рыжими сородичами.
Система доставки грузов с орбиты Starfall может приземлить тонну груза в любое место на нашей планете. Однако вскоре на базе сверхтяжелой ракеты и корабля Starship компания Илона Маска планирует развернуть систему доставки намного большей грузоподъемности. Согласно утечкам в СМИ, ею активно интересуются американские военные.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
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