Супербактерия из норильских руд: учёные выделили новый вид микроорганизмов, обещающий революцию в биодобыче Арктики

Добыча руды в Норильском промышленном районе. Фото: Слава Степанов / gelio.livejournal.com

Учёные Федерального исследовательского центра (ФИЦ) «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН выделили из полиметаллических руд Талнахского месторождения в Норильском промышленном районе, одном из крупнейших в мире центров добычи цветных металлов за полярным кругом (Красноярский край), новый вид экстремально устойчивой бактерии. Микроорганизм, получивший название Acidithiobacillus sibiricus (с типовым штаммом A1), растёт при температуре от 20 до 43 °C, выдерживает кислотность, сопоставимую с кислотностью электролита в аккумуляторах и способен перерабатывать руды, которые считались непригодными для биологического извлечения металлов. Практическое значение открытия бактерии напрямую связано с экономикой Арктики: Acidithiobacillus sibiricus можно использовать для биовыщелачивания – природного процесса извлечения ценных металлов из серосодержащих руд: штамм будет окислять серу и разрушать связи между металлами и сернистыми соединениями, облегчая добычу. Материал, описывающий новый вид бактерий, опубликован в научном журнале Systematic and Applied Microbiology.

Открытие совершили исследователи Анна Панюшкина, Владислав Бабенко и Максим Муравьёв – сотрудники лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ РАН. Геномный анализ бактерии показал: хромосома штамма несёт системы устойчивости к металлам и защищает клетку от окислительного стресса – то есть Acidithiobacillus sibiricus «умеет» обезвреживать активные формы кислорода, которые обычно убивают клетки, и выдерживает высокие концентрации меди, цинка, никеля и кобальта.

Руководитель проекта,  кандидат технических наук Максим Муравьёв в интервью «Известиям» отметил, что в дальнейших планах учёных – изучить характеристики бактерий в отношении извлечения металлов из конкретных минералов, найти предельные концентрации тяжёлых металлов, при которых микроорганизм может «работать», и исследовать механизмы его устойчивости. Это позволит понять, в каких процессах и для каких типов руд использование Acidithiobacillus sibiricus наиболее перспективно, – уточнил один из авторов открытия.

Анализы на основе генетических последовательностей показали, что микроорганизм широко распространён в исходном сообществе сульфидных руд и встречается в различных средах и географических регионах. Это означает, что бактерия может быть не случайным «местным жителем», а представителем более широкой группы микроорганизмов, адаптированных к экстремальным условиям. Для арктической горнодобывающей отрасли, где переработка упорных сульфидных руд традиционно требует больших энергозатрат, новый биоинструмент может стать шагом к более «зелёной» и экономически эффективной технологии.

По мнению эксперта, приведенному в «Известиях», в перспективе новую бактерию можно запускать в пласты месторождений или в чаны биореакторов, чтобы перерабатывать бедные руды, которые нерентабельно добывать традиционными методами – это снизит и энергозатраты, и выбросы сернистого газа, сопутствующие переработке.

Новый вид – Acidithiobacillus sibiricus – зарегистрирован в крупнейшей международной онлайн-базе данных LPSN (List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature), содержащей систематизированную информацию о таксономии и номенклатуре всех официально описанных бактерий и архей.