В России предложили чистить водоемы от токсинов «живыми биофильтрами»
В реках и озерах в последние годы все чаще происходит цветение вредоносных цианобактерий, известных также как сине-зеленые водоросли. Эти микроорганизмы выделяют токсичные вещества, в том числе микроцистины — опасные для животных и человека соединения. Традиционные методы очистки водоемов от них дороги, а химические реагенты могут оставлять вредные продукты распада, поэтому ученые ищут безопасные биологические способы борьбы с такими токсинами.
Сотрудники Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук проанализировали перспективы использования для этих целей фермента MlrA, который выделяют бактерии, способные расщеплять микроцистины. Известно, что этот фермент разрывает их циклическую структуру, после чего вредное воздействие снижается в 2100 раз, по сути, делая микроцистины нетоксичными. Обзор опубликован в журнале «Физиология растений» (Том 73, № 1, 2026).
Встроить ген фермента
«Биологическая деградация микроцистинов с использованием ферментативных систем рассматривается как перспективная альтернатива физико-химическим методам, зачастую имеющим существенные ограничения», — сообщили авторы исследования.
Вместе с тем, отмечается в статье, получать MlrA в больших количествах затруднительно, так как этот фермент содержит гидрофобные участки и сложен для наработки в привычных бактериальных системах.
Исследователи предложили не выделять белок, а встраивать его ген в фотоавтотрофные организмы. Фотоавтотрофы — это растения и цианобактерии, которые создают органику из углекислого газа и воды при помощи света. Такие организмы не нуждаются в добавлении дорогостоящих органических соединений (например, сахаров), при этом тесно взаимодействуя с токсичными цианобактериями естественным образом.
«Это открывает перспективы создания „живых биофильтров“, способных к длительной автономной работе в поверхностных слоях воды без дополнительного внесения органических субстратов», — пояснили ученые.
Большие перспективы
Технология может найти широкое применение, считают исследователи. В частности, «живые биофильтры» на основе цианобактерий с ферментом MlrA подойдут для очистки воды в районах массового цветения. Например, в местах водозабора для питьевых нужд, на рыбоводческих хозяйствах или в рекреационных зонах — там, где купаются люди.
Преимущество таких систем в том, что они могут работать автономно в поверхностных слоях воды, используя только солнечный свет и минеральные вещества. Это снижает затраты на очистку водоемов. В долгосрочной перспективе «живые биофильтры» помогут восстанавливать загрязненные водоемы без постоянного вмешательства человека.
«Хотя отношение научного сообщества к генетически модифицированным микроорганизмам (ГММ) до сих пор настороженное, а законодательное регулирование как в России, так и в мире находится на этапе формирования, нельзя не отметить, что уже существуют прецеденты применения ГММ для устранения токсичных веществ», — подчеркнули авторы публикации.
В качестве примера они привели мероприятия по утилизации фенола после затяжного пожара на крупнейшей сланцевой шахте СССР (ныне Эстония) в 1988 году с помощью генно-модифицированной бактерии Pseudomonas putida.
