Публикации автора:
-
The Effect of White Phosphorus on the Vitality, Cellular Morphology and Proteome of Fungus Aspergillus Niger Strains
В предыдущих исследованиях нами впервые была продемонстрирована биодеградация белого фосфора штаммами плесневого гриба Aspergillus niger. Тем не менее, важной задачей является исследование механизмов устойчивости гриба к столь токсичному веществу. Таких механизмов может быть несколько, из них наиболее вероятны два. Клеточная стенка гриба является барьером на пути проникновения белого фосфора в клетку. В таком случае, в ответ на воздействие токсиканта должен наблюдаться рост толщины клеточной стенки. Второй механизм связан с экспрессией генов стресса и выработкой грибом белков, участвующих в обезвреживании токсикантов, в том числе белого фосфора. Проведенные в представленной работе микроскопические и протеомные исследования показали, что имеют место оба механизма устойчивости. Помимо этого, белый фосфор вызывает общую активацию метаболизма, сопровождающуюся ростом числа митохондрий в клетках. Показано, что белый фосфор мало влияет на соотношение живых и мертвых клеток в колониях грибов, т. е. устойчивость к нему очень высока.
-
О биологической деградации белого фосфора
Впервые произведены посевы микроорганизмов различных таксономических групп (грибов, стрептомицетов и бактерий) на синтетические культуральные среды, содержащие белый фосфор в качестве единственного источника фосфора. На данных средах микроорганизмы росли и не испытывали фосфорное голодание. Это первый в мире пример включения белого фосфора в биосферный круговорот элемента фосфора. Характер и состав продуктов окисления белого фосфора исследовался нами методом 31Р ЯМР. Самая высокая концентрация соответствует превышению ПДК белого фосфора в сточных водах в 5000 раз. Сравнение последовательностей рибосомных генов гриба, устойчиво метаболизирующего белый фосфор, с последовательностями базы данных GenBank, позволило идентифицировать данный микроорганизм, как новый штамм Aspergillus niger, которому мы присвоили номер A.niger АМ1. Посев A. niger АМ1 в среду, содержащую сразу два источника фосфора (фосфат и белый фосфор) продемонстрировал, что Р4 не проявляет токсические свойства по отношению к этому микроорганизму. В присутствии белого фосфора он растет с такой же скоростью, как в его отсутствии. Это единственный пример отсутствия токсичности белого фосфора для живого организма. Наши предыдущие исследования продемонстрировали отсутствие токсичности белого фосфора для Aspergillus niger АМ1. Тем не менее, токсические свойства веществ имеют различную природу. Очень большой интерес представляет исследование генотоксичности – возможного источника мутаций. В представленной работе SOS-lux тест продемонстрировал генотоксичность белого фосфора. Несмотря на то, что величина ДНК повреждающей активности оказалась низкой, этот результат получен впервые – во всех найденных нами источниках сообщается об отсутствии генотоксических свойств у белого фосфора. Allium тест показал митотоксическое действие белого фосфора на клетки эукариот. Очень интересным и неожиданным результатом стало появление мутантной культуры Aspergillus niger АМ1, более интенсивно растущей в среде с белым фосфором по сравнению с предковым штаммом, и обладающей необычной морфологией. Три штамма A. niger, присланные из Всероссийской коллекции микроорганизмов, так же продемонстрировали намного более высокую устойчивость к белому фосфору, чем бактерии. По предварительным данным, устойчивость к белому фосфору у A.niger закреплена в геноме.
-
Характеристика штаммов микроорганизмов, устойчивых к присутствию в среде белого фосфора
Белый фосфор является одним из самых опасных загрязнителей окружающей среды. В наших работах впервые получены культуры микроорганизмов, растущих в средах с содержанием белого фосфора до 1 %. Открытые культуры уникальны, и демонстрируют первый в мире наблюдавшийся пример включения белого фосфора в биосферный круговорот химического элемента фосфора. Выполнены морфологическое, отчасти биохимическое и таксономическое описания культур микроорганизмов, осуществляющих биодеградацию белого фосфора. Эта работа имеет важное значение, поскольку уникальный набор признаков является характеристикой штамма. Сам факт существования нового штамма микроорганизма устанавливается только с момента его точного описания. В результате проведенных исследований, установлена видовая принадлежность исследуемых микроорганизмов. Она подтверждена амплификацией фрагментов генов 16S рPНK (в случае прокариота стрептомицета) и 18S рPНK (в случае эукариота гриба), проведенной по стандартной методике ПЦР, с привлечением данных из международной базы NCBI. Идентифицированы новые штаммы видов Aspergillus niger и Streptomyces sampsonii. Результаты исследований показывают, что биодеградация белого фосфора может осуществляться микроорганизмами из различных таксономических групп. В настоящее время описанные штаммы задепонированы во Всероссийской коллекции микроорганизмов и могут стать объектом патентования.