Ученые ТГУ изучают технологии очистки воды и почв от тяжелых металлов.

Лаборатория биотехнологии и биоинженерии при кафедре физиологии растений и биотехнологии биологического института уже много лет работает по теме, связанной с использованием микроорганизмов для осаждения металлов. Этим летом ученые отправились в очередную экспедицию с целью собрать новую информацию для создания эффективной биотехнологии.

– Поиск микроорганизмов мы ведем в местах добычи и производства цветных металлов, – рассказывает профессор кафедры физиологии растений О.В. Карначук. – Это не первая наша экспедиция, мы уже работали в Норильске и на Кольском полуострове, где находятся крупнейшие в мире месторождения металлов. На этот раз мы отправились не так далеко – в Кузбасс, в район, известный как Мартайга (Мариинская тайга). Объектом исследований стали отходы добычи золота. Мы отобрали пробы в местах, называемых «хвостохранилища», на месторождениях Центральное, Комсомольское и Новый Берикуль. В хвостохранилищах размещают мелко измельченную породу с остатками металлов, которые не подлежат извлечению. Эти металлы окисляются и переходят в водную фазу. В результате образуются экстремально кислые экосистемы, содержащие высокие концентрации металлов. В таких местах мы ищем наши бактерии, которые можно было бы использовать в биотехнологиях очистки.
Микроорганизмы должны быть устойчивы к металлам и агрессивной среде. Искать бактерии мы будем с помощью молекулярных методов – выделения ДНК, клонирования и секвенирования. Мы не только выделяем перспективных агентов биотехнологий, но и изучаем молекулярные механизмы, позволяющие им выживать в экстремальных условиях. В этом направлении мы давно сотрудничаем с коллегами из университета Берна (Швейцария). Проектом, где мы изучаем молекулярные механизмы устойчивости к меди, руководит профессор кафедры клинической фармакологии университета Берна, доктор Марк Солиоз. Он принимал участие в летней экспедиции, и наши совместные исследования очень перспективны. Надо сказать, что в отличие от большинства наших коллег мы не просто ищем гены устойчивости, а секвенируем полные геномы наших бактерий. Это очень прогрессивный подход, так как он позволяет обнаруживать новые механизмы устойчивости к металлам,
Еще один зарубежный ученый, работавший с нами в Кузбассе, – это сотрудник университета Ньюкасла (Великобритания) Дэвид Бэнкс. Он гидрохимик, гидрогеолог, с ним мы давно и плодотворно сотрудничаем в области изучения шахтных вод и их влияния на экосистемы.
В экспедиции также приняли участие наш коллега из Москвы – зам. директора Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, д.б.н. Н.В. Пименов и зав. кафедрой динамической геологии ТГУ В.П. Парначев. Поэтому у молодежи – студентов, магистрантов и аспирантов кафедры была хорошая возможность поучиться работе в экспедиционных условиях у ведущих специалистов с мировым именем. Об итогах поездки говорить пока рано: мы отобрали пробы, которые будем обрабатывать около года. Однако могу сказать, что нам уже удалось выделить ДНК, это первый результат и первый успех. Также хочу поблагодарить наше управление международных связей и автотранспортный отдел, которые помогли с решением многих технических вопросов и организацией экспедиции.
Кадровое и научно-инновационное обеспечение в области рационального природопользования и биологических систем – сегодня одно из приоритетных направлений развития Томского государственного университета. Лаборатория биотехнологии и биоинженерии ТГУ является, по словам зарубежных и российских коллег, одной из ведущих в своей научной области. Но остаются и проблемы, которые томичам хотелось бы решить в рамках реализации программы НИУ.
– Наша главная проблема – отсутствие лабораторных площадей, – говорит Ольга Викторовна. – У нас есть все необходимое оборудование для изучения молекул и ДНК, есть эксперты по работе с этим оборудованием, оно активно задействовано в научном и учебном процессе. Но для полноценных исследований некоторые процессы в лабораториях должны быть разобщены, чтобы не происходило загрязнение молекул. Расширение лаборатории даст нам возможность работать на самом высоком уровне. И это не только наше мнение, а мнение наших коллег из-за рубежа.

Справка "Alma mater"
Добыча золота из шахты в поселке Новый Берикуль (Мартайга, Кузбасс) осуществлялась в короткие периоды с 1933 по 1941 и с 1949 по 1951 годы. Технологические процессы переработки руды, включая измельчение, флотацию и цианирование, располагались на берегу реки Мокрый Берикуль. Отходы всех этих процессов собирались на берегу реки, в хвостохранилище, отгороженном дамбой. Часть отходов была вывезена в конце 1990-х годов, а остатки засыпаны пустой породой. Однако оставшиеся отходы в виде мелкоизмельченных сульфидов металлов продолжают окисляться, попадают в воду, придавая ей яркий желто-оранжевый оттенок. Вода с экстремально низким рН и высокой концентрацией растворенных металлов стекает в реку Мокрый Берикуль, разрушая экосистему.

Яна Пчелинцева