Учёные из Белфаста и Нигерии разработали диагностический инструмент, который позволяет определить время загрязнения почв сырой нефтью с помощью микробов.
Совместный проект возглавляют исследователи из Королевского университета в Белфасте и партнёры из Нигерии. Об этом рассказывается в исследовании «Разработка молекулярного инструмента для оценки состояния загрязнённых нефтью почв с использованием стратегии соотношения функциональных генов», опубликованном в издании Letters in Applied Microbiology.
Международная команда разработала и апробировала новый молекулярный диагностический инструмент, который использует соотношения функциональных генов для оценки состояния и предполагаемого возраста загрязнения почв сырой нефтью. Об этом сообщил автор исследования доктор Алию Ибрагим Дабай.
«Сосредоточившись на хронически загрязнённой дельте реки Нигер в Нигерии, мы показали, что модели abundance (количества) микробных генов, в основном соотношение аэробных и анаэробных генов, участвующих в разложении углеводородов, могут служить надёжными биомаркерами для определения степени и хронологии нефтехимического загрязнения», — сказал он.
Проблема загрязнения нефтью
Загрязнение нефтью и нефтепродуктами — это широко распространённая экологическая проблема, особенно в дельте реки Нигер, где десятилетия нерегулируемой добычи привели к серьёзному ухудшению состояния почв. Существующие методы в значительной степени основаны на химическом анализе, который позволяет количественно определить загрязнители, но не отражает, как микробные сообщества, основные агенты биодеградации в природе, реагируют с течением времени.
Целью этого проекта была разработка биологически обоснованного метода, который мог бы не только оценить текущее загрязнение, но и определить время, прошедшее с момента разлива. Это должно было стать инструментом для разработки более эффективных стратегий рекультивации и экологической экспертизы.
Методы исследования
Команда собрала 90 образцов почвы из известных загрязнённых участков в штатах Байелса и Риверс, проведя различие между новым и старым загрязнением. Используя газовую хроматографию (GC-MS и GCxGC-FID), они количественно определили содержание углеводородных загрязнителей, включая керосин в качестве эталонного стандарта.
Затем они применили количественную ПЦР и метагеномный анализ для количественной оценки трёх ключевых генов: PAH-RHDα (из грамотрицательных и грамположительных бактерий), участвующих в аэробной деградации, и bamA, маркера анаэробного разложения ароматических углеводородов. Ген 16S был количественно определён для определения процента микробного населения с функциональными генами в общей микробной популяции.
«Наше основное открытие состояло в том, что соотношение генов PAH-RHDα и bamA коррелирует как с концентрацией загрязнителя, так и с предполагаемым возрастом загрязнения», — сказал доктор Дабай.
«Недавно загрязнённые почвы показали повышенные уровни генов диоксигеназы у грамотрицательных бактерий и наличие керосина, в то время как на более старых участках керосин был истощён, но сохранились анаэробные сигнатуры bamA и биомаркеры сесквитерпанов. Геномный майнинг in silico подтвердил эти соотношения, подтвердив метод независимо от ПЦР-смещения».
«Поразила диагностическая ясность, которую обеспечили соотношения генов», — сказал доктор Дабай.
Этот инструмент имеет глубокие последствия для экологического мониторинга, планирования рекультивации и обеспечения юридической ответственности. В таких регионах, как дельта реки Нигер, где загрязнение нефтью является постоянным, но часто плохо документированным, метод, основанный на соотношении генов, позволяет быстро и на месте оценить состояние участков и возраст загрязнения.
Он предлагает регулирующим органам, НПО и заинтересованным сторонам в отрасли научно обоснованный подход для определения приоритетов в усилиях по очистке, оценки эффективности биоремедиации и обеспечения экологической ответственности.
«Будущая работа должна распространить этот подход на более широкий спектр углеводородов (например, дизельное топливо, битум) и различные типы почв в тропических и умеренных зонах», — сказал доктор Дабай.
«Интеграция с портативными платформами qPCR или подход, основанный на изотермической амплификации, опосредованной петлёй (LAMP), может привести к созданию быстрого диагностического набора для использования в полевых условиях. Лонгитюдные исследования, отслеживающие изменения соотношения генов с течением времени, улучшат наше понимание процессов естественного ослабления и микробной сукцессии во время рекультивации», — подытожил он.
Исследование было задумано и проведено доктором Алию Ибрагимом Дабаем и профессором Кристофером К. Р. Алленом при значительном вкладе Рагхавендры Джулури Рао, Анны Кулаковой, Шамсудеена Умара Дандаре, Рори Доэрти и Мэтью Бойда.
Другие новости по теме
- Учёные на Барбадосе вновь обнаружили самую маленькую в мире змею
- Популяции летучих мышей восстанавливаются после очередного удара смертоносного грибка.
- Задержка миссии NASA TRACERS из-за перебоев с электричеством
- Насколько загрязнены общественные бассейны? Мнение эксперта по инфекционным заболеваниям
- Первое в мире исследование ДНК в глубоководной среде раскрывает глобальную взаимосвязь морской жизни
- Япония делает важный шаг к созданию первого нового ядерного реактора после аварии на Фукусиме
- Генетическая модификация блокирует передачу малярии у комаров, не влияя на их здоровье
- Кожа морщится, потому что растягивается, как Silly Putty
- Руководство по выживанию в условиях запрета на использование шлангов: какие садовые растения спасти, а какие — принести в жертву
- Две новые разновидности мускатного винограда скоро появятся этой осенью и позволят расширить сезон выращивания
Другие новости на сайте
- Объявлен OpenAI DevDay 2025.
- Космический телескоп имени Джеймса Уэбба обнаружил множество чёрных дыр малой массы в ранней Вселенной
- Пищевые сети коралловых рифов оказались более изолированными и уязвимыми, чем считалось ранее
- Учёные на Барбадосе вновь обнаружили самую маленькую в мире змею
- Исследователи Meta разрабатывают браслет с управлением жестами для взаимодействия с компьютером
- Расчистка пути для биткоина: стратегия BSTR по накоплению BTC и использованию неактивных резервов
- «Перегретое золото выдерживает «энтропийную катастрофу»: новый метод бросает вызов устоявшейся физике»
- «Перегретое золото противостоит «энтропийной катастрофе»: новый метод бросает вызов устоявшейся физике»
- Популяции летучих мышей восстанавливаются после очередного удара смертоносного грибка.
- Молекула, активируемая кобальтом, нацелена на трёхсторонние соединения ДНК, связанные с раком.