Эффективное масло

Университет Цукубы

Изображение: Биопленки Alcanivorax borkumensis усиливают деградацию нефти за счет межфазных канальцев.посмотреть больше

Предоставлено: Университет Цукубы.

Цукуба, Япония. Разливы нефти губительны для окружающей среды, поскольку приводят к долгосрочному загрязнению, которое наносит вред окружающей дикой природе. Однако некоторые бактерии, разлагающие нефть, процветают в условиях разливов нефти и вносят значительный вклад в биоремедиацию нефти. Хотя биопленки, представляющие собой сообщества, образованные бактериями, играют решающую роль в биоремедиации нефти, остается неясным, как биопленки взаимодействуют с нефтью в океане.

Исследователи добились значительного прогресса в выяснении связи между образованием биопленок и деградацией масла с помощью современной микрофлюидной системы наблюдения. В сочетании с конфокальными микроскопами высокого разрешения эта система помогает визуализировать взаимодействие между бактериальными клетками и микроскопическими каплями масла, размер которых составляет примерно половину диаметра волоса. Их результаты показывают, что бактерия, разлагающая нефть, Alcanivorax borkumensis (что означает «пожиратель алканов») образует биопленки, которые поглощают нефть, окружая и прочно прикрепляясь к границе раздела нефти и воды. Сообщество клеток растягивает капли масла в многочисленные трубочки, освобождая место для большего количества клеток, которые могут одновременно и эффективно потреблять масло.

Исследователи наблюдали механизм растяжения на границе раздела, сосредоточив внимание на динамике формирования трубок. Когда происходит деление клеток на границе раздела, клетки, которые под микроскопом выглядят как маленькие палочки, становятся плотно упакованными. В некоторых областях клетки имеют конфигурацию, напоминающую расположение лепестков дикой хризантемы. Такое расположение, известное как топологический дефект в физике жидких кристаллов, начинает выпирать наружу из капли, деформируя границу раздела и превращаясь в трубку. Исследовательской группе также удалось с помощью теоретической физической модели предсказать как динамику образования биопленки, так и ее качественную форму.

Кроме того, группа продемонстрировала, что большие концентрации диспергентов, которые используются при ликвидации разливов нефти, могут оказывать неблагоприятное воздействие на биопленки A. borkumensis, но необходимы дальнейшие исследования для выяснения фактического воздействия на окружающую среду.

Таким образом, эта работа дает представление о способах использования бактериальных сообществ для улучшения экологической реабилитации после разливов нефти в океане. Исследователи полагают, что понимание формирования биопленок и взаимодействия бактерий может помочь извлечь выгоду из эффективных природных методов для повышения эффективности текущих процессов очистки разливов нефти.

###Исследование, приведшее к этим результатам, было поддержано KAKENHI Японским обществом содействия науке (JSPS) JSPS-ANR PHC SAKURA 2018 (№ 38559WJ), JSPS BRIDGE (№ BR200204), JST-ERATO (№ JPMJER1502) и JSPS KAKENHI (№ 21H01720).

Название оригинальной статьи: Биопленки Alcanivorax borkumensis усиливают деградацию нефти за счет межфазных трубочек

Журнал:Наука

DOI: 10.1126/science.adf3345

Доцент Эндрю С. УтадаИнститут наук о жизни и окружающей среде, Университет Цукубы

Институт наук о жизни и окружающей среде

Наука

10.1126/science.adf3345

Биопленки Alcanivorax borkumensis усиливают деградацию масла за счет межфазных канальцев.

17 августа 2023 г.

Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность пресс-релизов, публикуемых на EurekAlert! содействующими учреждениями или за использование любой информации через систему EurekAlert.