У ЮФУ вивчили, як бактерії адаптуються до життя в нафті.

Дослідження опубліковано в журналі Microbiological Research. Бактерія Rhodococcus erythropolis здатна окислювати та розкладати нафту в ґрунті — її використовують для боротьби з такими забрудненнями. Вона адаптується до різних вуглеводнів, щоб живитися ними та існувати в такому середовищі. Однак їхня присутність у ґрунті викликає у бактерії окислювальний стрес — він пошкоджує компоненти бактеріальної клітини (зокрема ДНК) і є згубним для цього організму.

Вчені ЮФУ з'ясували, що у відповідь на цей стрес бактерія Rhodococcus erythropolis (як і всі інші бактерії) здатна виробляти антиоксидантні ферменти, які дозволяють їй виживати в таких умовах. Однак поряд з активацією регулонів [група спільно регульованих генів] антиоксидантного захисту відбувається індукція й інших стресових регулонів, таких як SOS-відповідь, SigF та SigH регулони. Більше того, різні вуглеводні викликають у бактерії різну реакцію — в залежності від субстрату клітина синтезує антиоксидантні та репаруючі (відновлюючі пошкоджену ДНК) ферменти в різних кількостях. Серед репаруючих ДНК ферментів синтезуються транслезійні (мутагенні) ДНК-полімерази.

В результаті у відповідь на стрес прискорюється мутагенез та горизонтальний перенос генів між різними бактеріями — а це і є механізми, що забезпечують еволюцію. Внаслідок природного відбору виграють найбільш пристосовані варіанти бактерій. Отже, бактерії, переробляючи вуглеводні, еволюціонують, щоб окислювати їх ще ефективніше — і без жодної генної інженерії!

«Серйозні еволюційні зміни у бактерій відбуваються за терміни, абсолютно мікроскопічні з точки зору еволюції. Дослідження механізмів еволюційних процесів, тим більше таких стрімких, які можна спостерігати протягом життя одного покоління людства, завжди будуть актуальними», — розповідає провідний науковий співробітник лабораторії екології та молекулярної біології мікроорганізмів, професор кафедри біохімії та мікробіології АБіБ ЮФУ, доктор біологічних наук Іван Сазикин.

Проте Rhodococcus erythropolis — не єдина бактерія, еволюція якої дозволяє нам використовувати її на благо людства. Наприклад, у Японії в 2016 році виділили бактерію, здатну за півроку «з'їсти» пластикову пляшку. Саме всебічний розвиток біотехнології та вивчення бактерій допоможуть нам зменшити антропогенний вплив на природу.