Тема:
Организмы-экстремофилы 2 месяца назад
Биологи выяснили, как бактерии дышат соединениями мышьяка
Учёные определили структуру фермента, который позволяет бактериям дышать соединениями мышьяка. Добытые знания могут помочь предотвратить отравление десятков миллионов людей во всём мире. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале PNAS группой во главе с Дианой Ньюмэн (Dianne Newman).
Мышьяк чрезвычайно опасен для человека. Даже небольшие дозы этого химического элемента при постоянной употреблении (например, с питьевой водой) вызывают серьёзные заболевания, в том числе онкологические.
При этом в земной коре довольно распространены породы, богатые мышьяком. К счастью, он присутствует в них в основном в виде арсенатов, а большинство из них практически не растворяется в воде.
Однако около 20 лет назад биологи открыли неприятный факт. Существует целая группа бактерий, которые используют арсенаты земной коры для дыхания (напомним, что дыхание бывает не только кислородным). Всё бы ничего, но в ходе этого процесса образуются арсениты, а эти соединения довольно хорошо растворяются в грунтовых водах.
Когда эти микробы по каким-то причинам размножаются сверх обычного, дело может принять тревожный оборот. Так, в 2009 году в Бангладеш более пяти миллионов человек отравились мышьяком, попавшим в питьевую воду из-за деятельности бактерий.
Эту проблему, как и всякую другую из разряда экологических, решить сложно. Но первый шаг на этом нелёгком пути – понять, как именно бактерии перерабатывают соединения мышьяка и как на этот процесс влияют те или иные внешние условия.
Авторы изучили строение ферментного комплекса Arr. Насколько известно микробиологам, именно он отвечает за дыхание арсенатами у всех организмов, способных к дыханию такого экзотического типа.
"Знание того, насколько быстро этот фермент работает в тех или иных условиях окружающей среды, приближает нас к возможности предсказать, сколько мышьяка могут мобилизовать в питьевую воду бактерии в определённых местах", – объясняет Ньюмэн.
Исследователи определили трёхмерную структуру Arr и точно определили сайты (места), в которых он связывается с атомами мышьяка. Для этого они прибегли к рентгеновской дифракции, добившись разрешения в 0,16 нанометра.
Обычно ферменты для исследований получают следующим образом. Ген, отвечающий за их синтез, "пересаживают" бактерии E. coli, которая, в отличие от большинства микробов, прекрасно размножается в стандартных лабораторных средах. Однако в данном случае авторы изучали белок, вырабатываемый бактериями рода Shewanella. Эти организмы дышат арсенатами в естественной среде и производят более активный фермент, чем генно-модифицированные E. coli.
Кроме того, биологи выяснили влияние различных внешних условий на мышьяковое дыхание. В частности, они проверили гипотезу, что повышенное содержание фосфатов в окружающей среде будет подавлять этот процесс.
Дело в том, что мышьяк по своим химическим свойствам похож на фосфор. Именно это делает его ядом для большинства живых существ: клеточные системы принимают мышьяк за фосфор и пытаются на его основе синтезировать АТФ, что, естественно, не получается.
К слову, несколько лет назад много шуму в научной среде и не только наделала статья о бактериях, которые якобы научились полноценно использовать мышьяк вместо фосфора в биологических молекулах. Однако это открытие позднее так и не подтвердилось.
В нынешней работе исследователи проверили, можно ли использовать сходство фосфора с мышьяком для борьбы с бактериями. То есть, если обогатить внешнюю среду фосфатами, то "мышьякодышащие" станут принимать их за арсенанты и пытаться ими дышать. Но, как показал эксперимент, присутствие фосфатов, напротив, стимулирует бактерии активнее дышать арсенатами.
"Вопреки тому, что можно было бы ожидать, в типичных осадочных породах при контакте с грунтовыми водами фосфаты, вероятно, стимулируют дыхание арсенатами, а не подавляют его", – констатирует Ньюмэн.
Почему так получается, пока не ясно. Но уже понятно, что при помощи повышения содержания фосфора в среде проблему не решить.
"Это исследование не остановит кризис в Бангладеш, но более качественный анализ того, что происходит, полезен при решении практически любой проблемы и особенно важен при решении сложной экологической проблемы, в которой задействованы многие факторы", – подводит итог Ньюмэн.
Напомним, что на страницах специального раздела проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) можно узнать много нового об организмах, выживающих в весьма экстремальных условиях. Также ранее мы рассказывали о паразите, который и вовсе разучился дышать самостоятельно.
Ранее по теме
-
"Эволюцию без мутаций" впервые обнаружили у прокариот
2 месяца назад -
Биологи открыли 22 новых вида микробов-экстремофилов, питающихся парниковыми газами
2 месяца назад -
Биологи МГУ исследовали гриб, который питается бактериями и ракообразными
2 месяца назад -
Дожди в "марсианской" пустыне Атакама уничтожили практически всё живое
3 месяца назад -
Найден организм, способный выжить на Марсе
4 месяца назад -
Древнейшие живые организмы планеты: червей пробудили после 40 тысяч лет сна
6 месяцев назад
Сейчас
Показать все новостиКартина дня
-
Украинские беспилотники сбросили бомбы на Донецк
- Ребенок вышел из Лосиного острова с пакетом на голове
- Facebook заблокировал один из проектов RT
- В Москве балкон обрушился на детей
- Обвиняемый в краже картины Куинджи оказался инвалидом
Самое читаемое
-
Ученые разгадали тайну перевала Дятлова
- Убийство чемпиона России в центре Москвы попало на видео
- ФБР опубликовало рисунки маньяка, чтобы опознать жертв
- Забытую на площадке девочку спасли случайные прохожие
- Диетологи назвали продукты, сжигающие жир на животе
- "Душа горит": пожарные получили необычный вызов от женщины. Видео
Вести.Экономика
-
Цены на нефть превысили $66: стоит ли ждать продолжения роста?
- Топ-10 регионов России с самым высоким качеством жизни
- Как политика США уничтожила ВТО
- Санкции: насколько реальна угроза и почему ее не стоит переоценивать?
- Орешкин: рубль продолжит плавно укрепляться, не ждите никаких обвалов рубля
Вести.Hi-tech
-
Обзор смартфона Nokia 7.1: "середнячок" не значит "посредственность"
- Алмазные процессоры могут стать реальностью благодаря ИИ
- Любой Android можно заразить картинкой
- Илон Маск прикинул стоимость переезда на Марс
- Смартфоны и ноутбуки без российского ПО объявят вне закона
Авто.Вести.Ru
-
BMW назвала российские цены суперкроссоверов X3 M и X4 M
- Ford представил самый мощный Focus ST в истории модели
- Запрета на покупку автомобиля без гаража - не будет!
- "Убийца автомагнитол" от Яндекса: когда появится и стоит ли брать?
- Штрафовать будут без пощады и без скидок!
Недвижимость
-
Как сэкономить на коммунальных услугах
- Из квартиры пенсионерки вывезли 5 грузовиков мусора
- Элитный ЖК превратили в ночлежку
- Мужчина грабил людей, чтобы заплатить за аренду
- Сколько денег нужно, чтобы стать дачником
- Архитектор сделал дом из цистерны
Вести.Медицина
-
Вода и похудение: сколько нужно пить, чтобы сбросить вес
- Названы напольные покрытия и мебель опасные для детей
- Говорят ученые: мужчины и женщины не могут быть «просто друзьями»
- Осторожно, тяжелые металлы: что может быть не так с фруктовыми соками
- Газировка без сахара увеличивает риск развития инсульта
Вести в 20.00
-
Как у президента. "Аурус" выходит в серию
- Норильск пытается откопаться от снега
- Откашлялись: почему в России запрещают известный препарат
Вести-Москва
-
Пять станций Сокольнической линии закрыты: строится Большое кольцо
- Ночь в лесу на Лосином острове: мать потерявшегося ребенка допросили следователи
- За год 750 сирот в Москве и области получили собственное жилье
- Генеральский дом на Смоленской набережной взят под охрану государства
- Юные столичные астрономы опять открыли новую звезду
Tlum.Ru. О детях и мультиках
-
10 кадров из мультфильмов, на которые вы раньше не обращали внимания
- Художница совместила лица героев и злодеев Disney
- Художник изобразил очень мрачное Лукоморье
- 22-летний парень мастерски превращает себя в принцесс Disney
- 20 моментов из мультфильмов, которые заметит только внимательный зритель
Gmbox. Смысл в играх
-
Топ-10 актёров озвучки, похожих на своих героев
- 10 самых ярких ЛГБТ-персонажей в играх
- 9 стримеров, получивших крупнейшие пожертвования
- Пять скрытых возможностей PS4, о которых вы можете не знать
- 10 сюжетных ходов, глубоко оскорбивших геймеров
Наука
-
Нейробиологи узнали, чем отличается мозг аналитиков и креативщиков
- Насекомые могут исчезнуть в течение столетия. Чем это грозит?
- "Оппортьюнити" мёртв: НАСА объявило о завершении миссии марсохода
- В Южной Корее найдены останки древних пауков со светящимися глазами
Фильм Про
-
Лучшие комедии. Топ-100
- "Игра престолов": все, что известно о финальном сезоне
- Сайт Metacritic выбрал лучшие сериалы 2018 года
- Жертвы пиратов. Самые скачиваемые сериалы 2018 года
- Самые сексуальные платья 2018 года
- Лучшие фильмы 2018 года
Телеканал "Россия"
-
Сергей Жигунов объяснил, почему после Заворотнюк вернулся к первой жене
- 15 лет это длится: Бойко рассказал об отношениях с родившей Порошиной
- Вскрылись ужасные подробности смерти "беременной" от Киркорова
- Юлиан и Анастасия: жених и невеста
Телеканал "Культура"
-
К юбилею Олега Янковского
- Ушла из жизни звезда "Покровских ворот"
- "Мосфильм" отметил юбилей
- "Безумное чаепитие" в Новом пространстве Театра Наций
Москва 24
-
Почему врачи после смерти Децла забили тревогу
- В пригородной электричке между контролерами и пассажирами произошла драка
- Экс-супруга Аршавина написала на бывшего мужа заявление в полицию
- Заведено новое дело по факту смерти Дмитрия Марьянова
- Пациентка столичной больницы зарезала соседку по палате