Ученые Института выяснили, как ДНК бактерий активизирует минерализацию

Среда, 22 марта 2023

Биоминерализация – повсеместно распространенный в природе процесс. С помощью нее происходит образования костей и зубов животных, раковин моллюсков, кораллов, а также минералов микробного происхождения в почве, на стенах пещер и бактериальных биопленках. 

Наиболее распространенный продукт микробного осаждения – карбонат кальция (СаСО3). Он образуется в результате реакции ионов металла из окружающей среды с карбанионами в среде с щелочным рН. Бактерии, гидролизующие мочевину, поставляют карбанионы, защелачивая среду, и, тем самым способствуя осаждению СаСО3. Несмотря на простоту химических реакций данного процесса, до сих пор остается множество «белых пятен» в механизмах бактериальной биоминерализации, в том числе в части зародышеобразования и кристаллизации осажденных минералов.

Ученые из НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ вместе с коллегами из ИОНХ РАН и других научных центров выяснили, как связаны процессы биоминерализации и образование биопленок у распространенной почвенной бактерии B. cereus. Статья, посвященная этой работе опубликована в издании «Biofilms and Microbiomes» из группы журналов Nature в конце февраля.

Оказалось, все дело в заряженных макромолекулах, входящих в состав внеклеточного матрикса, который бактерии «конструируют» вокруг себя для обеспечения коммуникации, собственной безопасности и устойчивости к стрессовым условиям. Ключевой молекулой бактериального матрикса для биоминерализации оказалась внеклеточная ДНК, которая запускает процесс биоминерализации и способствует превращению осаждаемого аморфного карбоната кальция в кристаллы, образуя фрактальные агрегаты.

«Результаты наших исследований мы собираемся использовать в технологии укрепления почв, над разработкой которой трудятся мои коллеги, – рассказывает о дальнейших планах исследования младший научный сотрудник Лаборатории биотехнологий НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ Любовь Иванова. – Думаю, теперь мы стали ближе к разработке способов повышения стабильности почвогрунта».

Подробнее на сайте ТАСС

Теги
фгбу пияф им. Б. П. Константинова Национальный исследовательский центр Курчатовский институт