Морские бактерии эволюционировали и научились обходить покрытия на основе меди, размещенные под судами, для остановки роста ракушек, водорослей и других морских обитателей. Это требует разработки новых методов борьбы с биообрастанием — нежелательным накоплением морских организмов на корпусах судов. В журнале Biointerphases ученые из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США и Университета Дьюка изучили генетические особенности различных видов бактерий, отвечающие за их способность выживать на медных поверхностях. Это шаг к подавлению генов бактерий, отвечающих за устойчивость к меди.
«За последнее десятилетие мы наблюдали рост устойчивости к меди в портах с интенсивным судоходством, которые часто посещает наша команда», — говорит автор исследования Кенан Фирс. «Мы хотели выявить пути формирования резистентности у микробов, чтобы понять, как члены сложного сообщества могут действовать сообща, чтобы противостоять токсичной среде».
Исследователи поместили в Чесапикский залив фрагменты панелей из поливинилхлорида, часть из которых была покрыта медью, а часть — нет. Через две недели они извлекли ДНК и секвенировали геномы бактериальных колоний, выросших на панелях, чтобы выявить гены, отвечающие за устойчивость к меди, и проверили устойчивость каждой колонии к обработке воды медью.
Удивительно, но у этих видов бактерий было много общего, независимо от того, росли ли они рядом с покрытием на основе меди. Бактерии из контрольных колоний — те, что изначально не росли на поверхностях с медным покрытием, — были столь же устойчивы к меди и могли развиваться при концентрации меди выше 70 миллиграммов на литр.
«Для сравнения: допустимый предел содержания меди в морской воде, установленный Агентством по охране окружающей среды США, составляет 18 микрограммов на литр», — говорит Фирс. «Вероятно, это признак эволюции и адаптации бактерий к новым условиям. Медь не всегда находилась в водорастворимом состоянии, она стала такой только после того, как в атмосфере Земли накопился кислород. Однако по мере увеличения содержания меди в окружающей среде бактерии с наиболее эффективными защитными механизмами продолжали размножаться».
Исследователи надеются использовать полученные данные для изучения молекулярных механизмов, которые помогают бактериям вырабатывать гены, устойчивые к меди.
«Наше исследование показывает, что разумнее всего разрабатывать противообрастающие покрытия, которые воздействуют на микробные сообщества, препятствуя оседанию макрообрастателей, таких как усоногие раки или вестиментиферы, или не препятствуя высвобождению биоцидных соединений, — говорит Фирс. — В связи с растущим давлением со стороны регулирующих органов в отношении использования меди в противообрастающих покрытиях существует острая необходимость в альтернативных материалах».
