Lepsze błędy dla wycieków ropy

Naukowcy z Europy przeprowadzili sekwencjonowanie genomu bakterii żywiącej się ropą, co może utorować drogę szybszym i skuteczniejszym sposobom usuwania wycieków ropy.

Ogniwa zjadające węglowodory mogą pomóc w usuwaniu plam ropy, przekształcając alkany w ropie naftowej w polimery magazynujące, pokazane tutaj jako białe plamy w komórce. (Źródło: Heinrich Lünsdorf, Niemieckie Centrum Badawcze Biotechnologii)

Z kompletnym planem dla Alcanivorax borkumensis, badacze mają nadzieję lepiej zrozumieć wyspecjalizowane mechanizmy fizjologiczne, które umożliwiają bakteriom życie prawie wyłącznie na węglowodorach, mówi Vitor Martins dos Santos z Centrum Badań Zakaźnych im. Helmholtza (dawniej Niemieckie Centrum Badawcze Biotechnologii) w Brunszwiku w Niemczech, który współkierował projekt międzynarodowy. Sekwencjonowanie organizmu z 2,755 genów zostało opisane w czasopiśmie Biotechnologia Przyrody . Odkrycia mogą ujawnić, w jaki sposób zoptymalizować warunki dla tych owadów, a tym samym umożliwić im usuwanie setek milionów litrów ropy, które każdego roku trafiają do morza, mówi Martins dos Santos.

Zdolność niektórych bakterii do metabolizowania oleju jest dobrze znana od ponad wieku. Jednak dotychczasowe wysiłki mające na celu wykorzystanie tych zdolności do działań naprawczych osłabły. Był używany w przeszłości i był kompletną porażką, mówi Victor de Lorenzo , zastępca dyrektora Narodowego Centrum Biotechnologii w Madrycie, Hiszpania.

W jednym przykładzie bakterie zostały użyte eksperymentalnie, aby spróbować oczyścić 11 milionów galonów ropy naftowej wyrzuconej przez Exxon Valdez po tym, jak osiadł na mieliźnie u wybrzeży Alaski w 1989 roku. Ale to nie miało znaczenia, mówi de Lorenzo.

Jak mówi, problemem nie był brak bakterii. Rzeczywiście, chociaż bakterie zjadające ropę nie są powszechne w niezanieczyszczonym środowisku, są obfite tam, gdzie występuje ropa; DO. borkumensis stanowi aż 90 procent populacji drobnoustrojów w wyciekach ropy. Wyzwanie związane z wykorzystaniem tych bakterii do oczyszczania oleju polega na stworzeniu odpowiednich warunków dla ich szybszego wzrostu i wydajniejszego metabolizmu oleju. Pracownicy sprzątający zaczęli to robić: teraz standardową praktyką jest dodawanie do wycieków ropy składników odżywczych, takich jak rozpuszczalne w oleju formy azotu i fosforu, mówi de Lorenzo. Jednak nadal nie rozumieją, jakich konkretnych składników odżywczych potrzebują bakterie, mówi Martins dos Santos.

Ponieważ metody remediacji bakterii nie powiodły się, usuwanie wycieków ropy nadal zależy głównie od żmudnego procesu fizycznego usuwania oleju za pomocą wysięgników i wprowadzania chemicznych dyspergatorów w celu rozbicia pozostałości. Ale takie metody nie są idealne. Fizyczne odzyskiwanie ropy jest kosztowne, a chemicznie rozproszony olej, który pozostaje w morzu, nadal stanowi zagrożenie dla środowiska, nawet jeśli nie jest już widoczny na powierzchni.

Ale dekodowanie genomu organizmów takich jak DO. borkumensis zrobi różnicę, mówi Jan van Beilen, mikrobiolog, który bada genetykę molekularną organizmów żywiących się olejami w Instytucie Biologii Układów Molekularnych w Zurychu w Szwajcarii. Informacje genomowe ujawniły mechanizmy transportu molekularnego, które umożliwiają organizmowi usuwanie składników odżywczych ze środowiska. To z kolei powinno pomóc w określeniu, które formy fosforu i azotu stworzyłyby najlepsze warunki dla bakterii.

Badania mogą również zidentyfikować mnóstwo genów wytwarzających enzymy oksydacyjne wykorzystywane przez bakterie do degradacji oleju, co powinno ułatwić poszukiwanie innych organizmów o podobnych zdolnościach.

I takie organizmy będą potrzebne. DO. borkumensis mogą metabolizować tylko związki o niskiej masie cząsteczkowej, a te stanowią tylko około 70 procent ropy naftowej. Więc następnym krokiem jest poszukiwanie organizmów wyspecjalizowanych w spożywaniu pozostałych związków o dużej masie cząsteczkowej, mówi van Beilen.

Sekwencjonowanie DO. borkumensis to dopiero pierwszy krok, mówi Martins dos Santos. Ale, jak mówi, trwają badania w Stanach Zjednoczonych, Australii i Japonii mające na celu sekwencjonowanie innych bakterii żywiących się ropą.

W międzyczasie Martins dos Santos i jego koledzy zaczęli już stosować zdobytą wiedzę DO. borkumensis genom. Praca z Instytut Alfreda Wegenera w Bremerhaven w Niemczech przeprowadzają testy pilotażowe w zbiornikach na Morzu Północnym, aby sprawdzić, czy mogą poprawić apetyt bakterii. Dodajemy te bakterie, dodajemy składniki odżywcze i próbujemy zobaczyć, jak reagują, mówi.

ukryć