Бактерии од поранешна челичарница еволуирале за да јадат загадување

Под почвата на поранешниот индустриски комплекс Хејзелвуд Грин во Питсбург се одвива необичен биолошки процес. По децении изложеност на индустриски загадувачи, дел од бактериите се приспособиле не само да преживеат, туку и да користат одредени штетни соединенија како извор на храна.

Хејзелвуд Грин, простор од околу 72 хектари покрај реката Мононгахела, повеќе од еден век бил дом на челичарници, меѓу кои и компанијата „Џонс енд Лафлин стил“. Иако денес се преобразува во центар за истражување, технологија и развој, почвата сè уште носи траги од индустриското минато: јаглеводороди од нафта, тешки метали и соединенијата бензен, толуен, етилбензен и ксилен, познати како BTEX.

Овие супстанции можат да бидат токсични за луѓето и другите организми, а некои се и канцерогени. За микроорганизмите, пак, загадувањето создало силен еволутивен притисок. Бактериите што можеле да го поднесат загадувачот или да го разложат добивале предност и со текот на времето станувале почести. Гените за ваквите способности можеле да се пренесуваат и меѓу различни бактерии.

Истражувачите од Универзитетот „Карнеги Мелон“ земаат примероци од почвата на места со различно загадувачко минато. Со цилиндрични јадра од почвата ги проучуваат и подлабоките слоеви, а со метагеномско секвенционирање ја анализираат целата ДНК во примероците. Така можат да утврдат кои микроорганизми се присутни и кои гени би можеле да учествуваат во разградувањето на BTEX и други јаглеводороди.

Претпоставките од генетската анализа се проверуваат во лабораторија. Изолираните бактерии се одгледуваат во средина без вообичаени извори на јаглерод, при што бензенот, толуенот, етилбензенот или ксиленот се единствената потенцијална „храна“. Ако бактериите растат, тоа укажува дека можат да го користат загадувачот и притоа да помогнат во неговото отстранување од почвата.

За да се забрза тестирањето, тимот користи роботизирана лабораторија што може истовремено да испитува илјадници бактериски видови. Отворената алатка BTEXgenie, пак, пребарува геноми за гени поврзани со разградување на загадувачите. Овој пристап им овозможува прво да ги издвојат најперспективните кандидати со помош на генетски податоци, а потоа експериментално да потврдат кои навистина функционираат.

Наодите би можеле да помогнат во унапредување на биоремедијацијата — употребата на микроорганизми за чистење загадена почва или вода. Вообичаеното ископување или покривање на почвата често ги изолира загадувачите, но не ги уништува, па е потребен долгорочен надзор. Бактериите што веќе се приспособиле на конкретна средина би можеле да понудат попрецизно решение, иако нивната ефикасност ќе зависи од условите на секоја локација.

Така, поранешните индустриски терени не се само проблематични парцели што треба да се санираат. Тие се и природни лаборатории во кои микроорганизмите со децении развивале стратегии против загадувањето — стратегии што научниците дури сега почнуваат да ги откриваат.