В более раннем исследовании Джемма Регера, микробиолог МГУ, определила, что крошечные проводящие волосовидные отростки бактерий Geobacter, или пили, помогли йомену в восстановлении. Увеличив прочность нанопроволок пилей, она улучшила их способность очищать уран и другие токсичные отходы.
В новом исследовании, опубликованном в текущем выпуске журнала Applied and Environmental Microbiology, Регера добавила дополнительный слой брони к своим улучшенным микробам.
Микробы также используют пили, чтобы прилипать друг к другу и образовывать пленку практически на любой поверхности, похожую на бактериальную пленку, которая образуется на зубах. Биопленка Geobacter, окруженная сетью нанопроволок и слизи, защищает бактерии и увеличивает их способность нейтрализовать еще больше урана. Улучшение также позволяет бактериям выжить дольше даже при воздействии более высоких концентраций радиоактивного материала.
Geobacter, иммобилизирующий уран, можно охарактеризовать как природную версию гальваники. Усиленные микробы поглощают уран и превращают его в минерал, предотвращая выщелачивание токсичного материала в грунтовые воды.
Команда Регера ранее связала проводящие пили со способностью микроба минерализовать растворимый уран. Поскольку биопленка концентрирует множество нанопроволок вокруг клеток Geobacter, большее количество урана может быть связано и минерализовано.
Пили погружены в матрицу слизи, которая окружает клетки биопленки и усиливает броню пилей Geobacter, поэтому биопленка теперь может выполнять двойную функцию, помогая минерализовать уран.
Экран препятствует проникновению урана глубоко в биопленку Geobacter.
Сохраняя этот процесс на поверхности пленки, бактерии не подвергаются воздействию урана и, как сообщество, могут убирать более токсичные отходы.
«Результаты превзошли наши самые оптимистичные прогнозы», — сказал Регера. "Даже тонкие биопленки иммобилизовали уран, как губки.
Они превратили его в минерал, при этом не причиняя себе никакого вреда в течение длительных периодов времени."
Она добавила, что даже при воздействии чрезвычайно высоких и токсичных концентраций урана, уровней, которые могут разрушить отдельные клетки Geobacter, биопленки не просто выживают, они процветают.
Дополнительные исследователи МГУ, участвовавшие в исследовании, включают Дена Кологги, Эллисон Спирс и Блэр Буллард. Шелли Келли с анализом EXAFS также внесла свой вклад в исследование.
Будущие исследования Reguera в этом направлении будут сосредоточены на расшифровке того, как матрица биопленки, которая покрывает клетки, так эффективно защищает их, и как улучшить ее свойства.