«Химики-невидимки»: как глубинные бактерии создают полезные минералы
5 Февраля 2018

Ученые кафедры физиологии растений и биотехнологии БИ ТГУ исследуют одни из самых древних микроорганизмов на планете – сульфатредуцирующие бактерии, участвующие в формировании горных пород и минералов и способные растворять их. В рамках проекта, поддержанного грантом РФФИ, микробиологи изучат геохимическую активность сульфатредукторов и продолжат работы по поиску новых представителей этой группы.

– Для обеспечения жизненных процессов данные микроорганизмы используют сульфаты, при этом происходит выделение сероводорода. Связываясь с металлами, он образует нерастворимые сульфиды, – рассказывает доцент кафедры физиологии растений и биотехнологии БИ ТГУ Юлия Франк. – В результате контакта сероводорода с растворами, несущими металлы, могут возникать сульфидные руды. Мы полагаем, что эти процессы происходят и на большой глубине, на уровне двух-трех километров под землей, где температура достигает 60 градусов и выше.

IMG_5864.jpg

В рамках нового проекта микробиологи ТГУ займутся изучением биогеохимического взаимодействия микроорганизмов и металлов. При этом ученые сосредоточатся на двух элементах – железе и мышьяке, который является металлоидом. Исследования, запланированные учеными в рамках гранта РФФИ, позволят получить новые знания о роли сульфатредуцирующих бактерий в круговороте серы и железа.

– Сейчас мы хотим решить три научные задачи – найти и выделить новые виды сульфатредукторов, оценить их активность в подземной воде и воссоздать в лаборатории условия аналогичные тем, в которых обитают бактерии, чтобы выяснить, какие минералы эти микроорганизмы могут образовывать при высоких температурах, – говорит Юлия Франк.

Результаты, полученные в рамках проекта, помимо фундаментальной ценности могут иметь и большое практическое значение. Сейчас сульфиды широко применяют в разных отраслях, включая промышленность и здравоохранение. Например, сульфид кобальта используется в приборах, сульфид мышьяка – в медицине и для создания солнечных батарей нового поколения. Поэтому микробиологи намерены выяснить, способны ли бактерии образовывать наноразмерные частицы сульфида мышьяка, которые недавно было предложено использовать в качестве фотоактивного элемента.

Отбор проб ученые будут производить из нефтепоисковых скважин, пробуренных в середине ХХ века в Парабельском, Верхнекетском, Колпашевском районах Томской области. Нефти в них не оказалось, но есть термальные пластовые воды, которые поднимаются по скважинам с глубины двух-трех километров.

Во время недавних исследований микробиологи ТГУ уже обнаруживали в этих скважинах новые виды прокариот – микроорганизмов, живущих в полной темноте при высокой температуре, обладающих интересными физиологическими и биохимическими свойствами. В частности, у глубинных прокариот встречаются необычные ферменты, которые в совокупности с устойчивостью к высоким температурам делают их перспективными агентами биотехнологий.

Бактерия.jpg

На фото: ультратонкий срез (электронная микроскопия) клеток бактерии Thermodesulfovibrio sp.N1, выделенной учеными БИ ТГУ из скважины 1-Р в Белом Яре.