Микроорганизмы Амазонии: неожиданное решение проблемы токсичных отходов горнодобывающей промышленности

Группа исследователей из Института амазонских научных исследований SINCHI в сотрудничестве с учеными из Университета Антиокии (Колумбия) и Высшего совета по научным исследованиям Испании (CSIC) совершила важное открытие. В донных отложениях колумбийской части Амазонки, пострадавших от кустарной добычи золота, были обнаружены два штамма бактерий, обладающих уникальными очищающими свойствами.

Выяснилось, что эти микроорганизмы способны преобразовывать высокотоксичную ртуть в летучую и безвредную форму без какого-либо химического вмешательства. Геномный анализ подтвердил, что данные бактерии не представляют угрозы для здоровья человека: они имеют крайне низкий уровень генов устойчивости к антибиотикам и лишены маркеров вирулентности, характерных для патогенов.

Какие именно бактерии очищают экосистему?

Два штамма, получившие названия Pseudomonas paracarnis TP30 и Burkholderia contaminans TR100, были выделены из осадков в районах Тарапака и Тарайра. Эти зоны Амазонии характеризуются различным уровнем загрязнения ртутью, возникшего вследствие золотодобычи. Сейчас образцы хранятся в коллекции микроорганизмов COLMIS института SINCHI.

Оба вида демонстрируют исключительную устойчивость к ртути, значительно превышающую показатели других известных экологических бактерий, таких как Bacillus или Serratia. Это делает их перспективными кандидатами для очистки загрязненных территорий.

Механизм превращения ртути в безвредное вещество

Способность бактерий нейтрализовать металлы обусловлена наличием специальной генетической системы — mer-оперона. Ключевым элементом является ген merA, который вырабатывает фермент ртуть-редуктазу.

Этот фермент воздействует на ионную ртуть (Hg II), которая обычно накапливается в тканях живых организмов и превращается в опасный метилртуть. Бактерии трансформируют её в элементарную ртуть (Hg 0) — летучее вещество, которое испаряется в атмосферу, тем самым предотвращая накопление токсинов в пищевой цепи.

Особенность найденных штаммов заключается в их «широком спектре действия»: они эффективно справляются как с неорганической ртутью, так и с органическими соединениями, включая наиболее опасную метилртуть.

Безопасность применения в экологии

Использование живых организмов для восстановления природы называется биоремедиацией. Основным опасением при использовании бактерий, устойчивых к металлам, всегда был риск распространения устойчивости к антибиотикам, так как эти гены часто передаются вместе.

Однако штаммы TP30 и TR100 демонстрируют необычный паттерн: при высокой сопротивляемости металлам они остаются восприимчивыми к антибиотикам. Анализ показал, что Pseudomonas paracarnis TP30 идеально адаптирована к почве и не обладает патогенными свойствами. Штамм Burkholderia contaminans TR100 также классифицирован как непатогенный экологический профиль. Эти характеристики минимизируют риски биобезопасности при их возможном применении непосредственно в дикой природе.