МОСКВА, 23 июля. /ТАСС/. Исследователи из России превратили обычную кишечную и сенную палочку в биосенсор для обнаружения токсинов в морском грунте, и проверили их работу в полевых условиях на образцах отложений, поднятых со дна Баренцева и Карского моря, а также моря Лаптевых. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Ранее никто не исследовал возможность обнаружения токсичных соединений в морских донных отложениях с помощью биосенсоров, построенных на базе набора бактериальных генов lux. Мы продемонстрировали их успешную применимость", - пояснил заведующий лабораторией молекулярной генетики МФТИ (Долгопрудный) Илья Манухов, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают исследователи, на дно всех морей Земли непрерывно опускаются из верхних слоев океана обломки горных пород, останки обитателей водной среды, а также продукты химических реакций, которые происходят в водной среде в результате действия природных или антропогенных процессов. Вся эта материя запасается в донных отложениях, что делает их своеобразным хранилищем важной для экологов и биологов информации о состоянии водоемов.
В этот набор сведений входит и то, какие токсины присутствуют в водных средах обитания, как меняется их концентрация с течением времени или при наступлении других сезонов года, что необходимо учитывать при составлении прогнозов того, как будет меняться состояние местных экосистем. Для получения подобных сведений российские ученые разработали живой биосенсор, построенный на базе сенной палочки (Bacillus subtilis) и кишечной палочки (Escherichia coli).
Ученые модифицировали геном этих микробов таким образом, что активация генов, связанных с реакцией на различные стрессовые факторы и повреждение ДНК, а также управляющих обменом сигналами между разными клетками бактерий внутри колонии, приводит к активации набора генов lux, отвечающих за выработку биолюминесцентного свечения. Это позволяет отслеживать присутствие токсинов в образцах донного грунта, наблюдая за свечением данных бактерий.
Для проверки работы этой технологии ученые собрали большое число проб грунта со дна моря Лаптевых, а также Баренцева и Карского моря с глубины от 35 до 300 м. Последующие наблюдения за взаимодействиями микробов с этими образцами подтвердили, что их можно использовать в качестве биосенсоров токсичных веществ, а также позволили ученым раскрыть различия в их концентрации в разных регионах Арктики и в тканях тела ее беспозвоночных обитателей. В перспективе, эти замеры помогут ученым раскрыть закономерности, влияющие на накопление токсинов в донных отложениях заполярья.