Ученые биологического факультета Московского государственного университета выделили сто микроорганизмов, способных при низких (в том числе и отрицательных) температурах, в том числе в условиях северных морей, разлагать нефть и ее продукты. Эта работа была проведена в рамках сотрудничества с компаниями «Роснефть» и «Иннопрактика». «Лента.ру» рассказывает о подробностях.
Нефтеобезвреживающие организмы изучают с 1950-х годов. Однако большинство исследований сосредоточено на микробах, обитающих в теплом климате, где вообще их много. В холодных районах бактерий значительно меньше, а их метаболизм и скорость размножения замедлены. Биологи МГУ решили преодолеть этого разрыв и применить нефтеобезвреживающие микроорганизмы в условиях Арктики.
«Мы абсолютно точно можем сказать, что это уникальная разработка. Тут есть два аспекта. Конечно, нефтеокисляющие организмы в холодных и теплых условиях изучают во многих странах. Но пройти все исследование, начиная от идеи до создания конечного продукта, удалось, в применении к арктическим бактериям, удалось именно нам», — отметил аспирант кафедры микробиологии биофака МГУ Илья Сережкин.
Разливов нефти в Арктике никогда не было. Но, учитывая то, что Россия делает сейчас ставку на освоение арктического шельфа, нефтяные компании стремятся гарантировать экологическую безопасность своих будущих проектов. И ученые готовы им в этом помочь. Применение бактерий, разлагающих нефть и нефтепродукты, — одна из наиболее эффективных технологий, позволяющих бороться с возможными загрязнениями.
В ходе своей работы ученые находили активные (в отношении нефтеобезвреживания) в своей природной среде бактерии (в данном случае в северных регионах — Арктике), культивировали их в лаборатории и выбирали из них наиболее перспективные для окисления нефти.
Всего выделяют две группы нефтеобезвреживающих бактерий. Первые окисляют углеводороды (разлагают их на углекислый газ и воду. Вторые — эмульгирующие бактерии. Они выделяют поверхностно-активные вещества и адаптируют углеводороды для их использования остальными микроорганизмами. Действуя в комплексе, окисляющие и эмульгирующие бактерии обеспечивают эффективную утилизацию нефтепродуктов.
К окислителям, например, относятся виды Nocardia coeliaca и Psychrobacter fozii, а к эмульгаторам — Arthrobacter rhombi и Rhodococcus erythropolis. Эти микроорганизмы способны размножаться и усваивать нефтяные фракции в широком интервале температур, в том числе и низких. Например, от минус 4 до плюс 15 градусов Цельсия.
Илья Сережкин с готовыми микробными препаратами
Фото: Роман Маркин / «Лента.ру»
За год ученые взяли более 250 проб воды в акваториях северных городов (Мурманск, Владивосток, Петропавловск-Камчатский и других) и отобрали подходящие штаммы. Отличающиеся наибольшей целевой активностью штаммы были переданы на хранение во Всероссийскую коллекцию промышленных микроорганизмов.
Биологи уже подготовили заявки на патентование изученных штаммов и комплексного биопрепарата для очистки от нефтяных загрязнений. Этот препарат предназначен для утилизации возможных нефтяных загрязнений (в частности, на акватории морей, на береговой линии, поверхностях судов и платформ). Принцип его работы основан на использовании холодолюбивых бактерий (психрофильных микроорганизмов), способных поглощать нефть в качестве пищевого субстрата, превращая загрязнение в углекислый газ, воду и биомассу самих бактерий.
В состав биопрепарата входят бактерии и питательный субстрат. Большинство микроорганизмов имеют географическую привязку (то есть наиболее эффективно перерабатывают нефтяные фракции в своей естественной среде обитания). Лабораторные исследования показали, что нескольких десятков килограммов препарата достаточно для переработки до 86 процентов нефтяного загрязнения площадью в один гектар.
Колбы с нефтепродуктами и бактериями
Фото: Роман Маркин / «Лента.ру»
Отобранные микроорганизмы в данный момент тестируются на Беломорской биологической станции МГУ. Круглогодичный арктический стационар позволяет проводить испытания, полностью моделируя в проточном морском аквариуме естественные условия северных морей. Предполагается разработать целую линейку продуктов для обезвреживания различных видов возможных загрязнений.
«Вся работа ведется в рамках специального проекта по созданию микробного препарата для утилизации нефтяных загрязнений в условиях арктического региона. Реализация проекта была бы невозможна без компании "Иннопрактика", обеспечившей связь между заказчиком — компанией "Роснефть" в лице "Арктического научного центра" и исполнителем — МГУ. Таким образом это трехсторонний проект», — отметил Сережкин.
«Если у заказчика есть потребность в имеющихся компетенциях и технологиях команды разработчиков, то "Иннопрактика" приводит параметры разработки в соответствие с запросами заказчика, оформляет патенты на результаты интеллектуальной деятельности, формирует проектные команды и управляет затем всеми процессами проекта, — отмечают в компании. — Все это позволяет МГУ более эффективно координировать работу, обеспечивать постоянный контроль и продвигать разработки с высоким коммерческим потенциалом».
По словам Сережкина, сотрудничество с «Роснефтью» и «Иннопрактикой» помогло произвести необходимые закупки оборудования, не уступающего по своим характеристикам зарубежным аналогам. А «Арктический научный центр» способствовал организации регулярных командировок, в том числе к северным территориям (в частности, на Карском море), недоступным для прямого исследования силами МГУ.