Бактерия производит «органическое средство для мытья посуды» для разложения нефти

Морская бактерия Alcanivorax borkumensis питается нефтью, быстро размножаясь после разливов и ускоряя устранение загрязнения. Для этого она производит «органическое средство для мытья посуды», которое помогает ей прикрепляться к каплям нефти.

Исследователи из Боннского университета, Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена, Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и исследовательского центра Юлиха обнаружили механизм синтеза этого органического вещества.

Результаты, опубликованные в Nature Chemical Biology, могут позволить вывести более эффективные штаммы нефтеразлагающих бактерий.

A. borkumensis питается богатыми энергией углеводородными цепями (алканами), которые естественным образом присутствуют в море, а также появляются при разливах нефти.

Нефть и вода не смешиваются

Чтобы питаться, бактерии требуется химическое вспомогательное средство — природный «детергент». Это соединение состоит из аминокислоты глицина и сахаро-жирнокислотного компонента.

«Молекулы имеют водорастворимую и жирорастворимую части, — объясняет профессор Питер Дорманн из IMBIO. — Бактерии оседают на поверхности капель нефти, где образуют биоплёнку».

Механизм синтеза этого детергента был неизвестен, пока группа под руководством профессора Карла-Эриха Ягера не изучила геном бактерии.

«В нашем исследовании мы определили кластер генов, который, как мы полагали, может играть роль в производстве молекулы», — говорит профессор Ягер. Когда эти гены отключали, способность бактерий прикрепляться к каплям нефти нарушалась.

«В результате они поглощали меньше нефти и росли гораздо медленнее», — отмечает профессор Ларс Бланк из RWTH Aachen.

Потенциал для биотехнологий

Докторанту Цзясиню Цуй удалось выяснить синтетический путь, по которому A. borkumensis производит детергент. В этом процессе участвуют три фермента, которые собирают молекулу шаг за шагом. Три гена содержат инструкции для построения этих биокатализаторов.

«Мы успешно перенесли задействованные гены в другую бактерию, которая также начала производить детергент», — объясняет Цуй.

Эти открытия представляют значительный интерес для борьбы с нефтяным загрязнением и могут привести к созданию новых, более эффективных штаммов.

«Этот природный детергент также может найти биотехнологическое применение, например, для микробного производства ключевых химических соединений из углеводородов», — говорит Дорманн.