Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Происхождение штамма Aspergillus niger, выделенного из емкости с кусковым белым фосфором, воспроизведена с построением филогенетического дерева. Для сравнения использовались штаммы A. niger, выделенные в разных странах мира и представленные в базе National Centerfo r Biotechnology Information (NCBI). Результат сравнения свидетельствует о следующем. В наибольшем родстве со штаммом АМ1 состоят два штамма черного аспергилла из почвы с соевых полей в районе Нанкина (Китай), которые способны к растворению малорастворимых в воде почвенных фосфатных минералов при помощи органических кислот, которые они продуцируют. Указанные штаммы выделены из ризосферы растений сои (Glycine max) и, по всей видимости, повышают эффективность снабжения растений фосфором, вступая с ними в симбиотические отношения. Они имеют высокий процент сходства по гену ITS с объектом нашего исследования — A. niger АМ1. Роль контролей выполняют внешние группы — штаммы других видов: аспергилл атласный A. bombycis и аспергилл дымящийся A. fumigatus. Штаммы из одного кластера, состоящие в близком родстве друг с другом, должны быть сходны по характеристикам. Филогенетический анализ позволяет приблизительно оценивать потенциальные токсичность, патогенность и аллергенность штаммов, а также ряд параметров, интересных для биотехнологов. Таким образом, AM1 относится к кластеру штаммов, распространенному в Южной Азии и адаптированному к существованию вусловиях нехватки биодоступного фосфора. Китай производит свыше 70 % белого фосфора вмире, поэтому вещество (а с ним и споры микроорганизмов) могли быть импортированы в Россию из этой страны. Для того чтобы подтвердить родство с известными солюбилизаторами фосфатов, мы исследовали способность Aspergillus niger АМ1 метаболизировать ортофосфат кальция Са 3 (РО 4)2 — наиболее распространенную форму фосфора в природе, но при этом малодоступную для живых организмов из-за практической нерастворимости в воде. Оказалось, что штамм потребляет нерастворимый фосфат так же легко, как растворимые фосфаты, входящие всостав культуральных сред, то есть действительно является солюбилизатором фосфата, как следует из теоретических результатов анализа базы NCBI. Интересно, что в декабре 2016 г. мы получили дочерний штамм гриба A. niger АМ2, еще более адаптированный к росту в среде с белым фосфором. Утолщенная клеточная стенка и увеличенные митохондрии у него наблюдаются и в контроле, в отсутствии этого токсичного вещества [29]. Для фосфорных соединений велики перспективы биодеградации по причине того, что опасность фосфатов для окружающей среды существенно ниже, чем восстановленных соединений фосфора. Элемент фосфор в виде простых веществ и восстановленных соединений является опаснейшим загрязнителем окружающей среды, поскольку эти вещества сильно ядовиты, а некоторые к тому же огнеопасны. Однако живые клетки всегда накапливают окисленную форму фосфора — фосфат — всоставе самых разнообразных органических и неорганических молекул. Если доля фосфора в земной коре составляет 0.12 %, то в биомассе живых организмов концентрация этого элемента составляет уже 3 %, то есть в 25 раз выше! Для фосфорорганических соединений биодеградация уже применяется [30]. Но для элементного (белого и красного) фосфора она стала известна только из наших работ. Нами создано ООО «Интехтокс», которое вошло в реестр участников проекта «Сколково» (рис. 3). В нем ведутся прикладные научные исследования по созданию биопрепаратов, способных очищать почвы и сточные воды от фосфорсодержащих загрязнителей. В январе 2023 г. наше ООО отмечает круглую дату — пятилетний юбилей. В настоящее время мы исследуем биодеградацию при помощи АМ1 и АМ2 веществ, не содержащих фосфор (нефтей и нефтепродуктов, древесины и продуктов ее переработки). Также планируем изучать переработку полимерных материалов данными штаммами, извлечение редких элементов из минералов. И н Т е х Т о к с InTechTox Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 171-179. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 171-179. Рис. 3. Логотип ООО «Интехтокс» © Миндубаев А. З., Бабынин Э. В., Минзанова С. Т., Миронова Л. Г., Бадеева Е. К., 2023 175