Новые анаммокс-бактерии с уникальными свойствами обнаружены в подземных водах вблизи хранилищ урановых отходов, сообщает Федеральный исследовательский центр (ФИЦ) Биотехнологии РАН.
Анаммокс-бактерии были открыты в самом конце XX века. Их уникальная особенность – поглощение ионов аммония и нитрита и превращение их в безвредный молекулярный азот. Это свойство уже более 10 лет успешно используются для биоочистки – это и сточные воды животноводческих, сельскохозяйственных, коммунальных комплексов, и фильтраты полигонов ТКО, иловые воды, стоки пищевой промышленности.
Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН с коллегами из ИФХЭ РАН открыли четыре новых анаммокс-бактерий в холодных подземных водах. Исследование проводилось вблизи поверхностного хранилища радиоактивных отходов Чепецкого механического завода (г. Глазов). Эти поверхностные захоронения радиоактивных отходов начали заполняться в середине 1960-х годов и к настоящему времени существенно изменили экосистему близлежащих подземных вод за счет утечки растворимых компонентов этих отходов, в основном, таких как нитратов, аммония, сульфатов, урана и железа.
С помощью метагеномного анализа ученые обнаружили в загрязненной низкотемпературной подземной среде новое сообщество анаммокс-микроорганизмов. Филогенетический анализ и сравнение геномов подтвердили открытие четырех совершенно новых и ранее не изученных анаммокс-бактерий: нового рода Ca. Frigussubterria, нового вида Ca. Kuenenia и двух штаммов нового вида Ca. Scalindua.
Анализ геномов выявил, что обнаруженные анаммокс-микроорганизмы обладали генами адаптации к холоду, детоксикации реактивного кислорода, а также были способны восстанавливать нерастворимые оксиды железа или марганца. В новых анаммокс-бактериях были также обнаружены гены утилизации мочевины, ассимиляционного восстановления сульфатов, восстановления нитратов до аммония и, предположительно, арсенатного дыхания.
«Открытие сразу четырех новых анаммокс-организмов не только само по себе значительно расширяет функциональное и филогенетическое разнообразие анаммокс-бактерий, но и улучшает общее понимание круговорота азота в местах с сильным загрязнением и низкими температурами. В дальнейшем уникальные свойства этих микроорганизмов можно будет применять для промышленных нужд», – рассказал заведующий лабораторией микробиологии антропогенных мест обитания ФИЦ Биотехнологии РАН Юрий Литти.
По его словам, такие сообщества анаммокс-бактерий могут быть использованы как для совершенствования процессов биоочистки сточных и подземных вод от азота, так и позволят разработать эффективные подходы для биоремедиации сильно загрязненных территорий in situ.