ИСТИНА

Нефтепродукты (НП) представляют собой основной источник энергии в хозяйственной деятельности и жизни человека. Сообщения о биологическом загрязнении НП и, в первую очередь, различных видов авиационного и автомобильного топлива значительно возросли в последние годы [Martin-Sanchez et al., 2018]. Принято считать, что прямые и косвенные потери от микробиологически обусловленной коррозии нефти и НП в промышленно развитых странах составляют от 2% до 5% годового валового внутреннего продукта [Каримова, 2007]. Исследование способности штаммов углеводород окисляющих бактерий (УОБ), выделенных из НП, к использованию н-алканов, играет важную роль как для утилизации НП при авариях, так и их защиты от биоповреждений. Детекция ключевых генов, ответственных за окисление определенных компонентов НП, является прямым доказательством использования УОБ углеводородов, а также их метаболической активности микроорганизма. Монооксигеназа alkB широко распространена у бактерий и окисляет алканы с длиной цепи до С16 [Wasmund et al., 2009]. Целью работы было изучение экспрессии гена alkB, кодирующего фермент алканмонооксигеназу у штаммов УОБ, выделенных из образцов реактивного топлива ТС-1 и автомобильного бензина АИ-95 [Shapiro et.al., 2021]. Для количественного анализа числа копий ДНК, содержащих функциональный ген alkB, отвечающий за деградацию н-алканов, использовали метод Realtime PCR (RT-PCR). Измерение проводили на детектирующем амплификаторе DТLite4 ДНК-Технология после 7-и суток культивирования штаммов УОБ на среде Rich [Лысак, 2003], по методике, описанной в Manucharova et al 2021. Последовательности праймеров, используемых для выявления штаммов УОБ, обладающих функциональным геном alkB: F(TGGCCGGCTACTCCGATGATCGGAATCTGG);R(CGCGTGGTGATCCGAGTGCCGCTGAAGGTG) [Whyte et al., 2002]. Количество исследуемой ДНК выражали в абсолютных или относительных единицах. Количественное определение матрицы ДНК проводили при наличии трех стандартов и отрицательного контроля (образца без матрицы ДНК). Все выделенные из образцов реактивного топлива ТС-1 и автомобильного бензина АИ-95 штаммы УОБ изучены на наличие гена alkB. Показано, что 5 из 9 выделенных штаммов УОБ из топлива ТС-1 (Sphingobacterium multivorum Bi2; Alcaligenes faecalis Bi3; Rhodococcus sp. Bi4; Sphingobacterium sp. Bi5; Rhodococcus erythropolis Bi6), содержат ген alkB. У бактерий, выделенные из бензина АИ-95, данный ген не был детектирован. Эти результаты согласовались с данными по способности выделенных штаммов к росту на жидких и твердых средах в присутствии 1% н-алканов с разной длинной углеродной цепи [Shapiro et al., 2021]. Однако, для некоторых выделенных штаммов УОБ был показан рост и высокая активность в отношении деградации н-алканов при отсутствии данного гена. Для подтверждения наличия и экспрессии данного гена проведен количественный анализ числа копий ДНК, содержащих функциональный ген алканмонооксигеназы у выделенных штаммов УОБ. По результатам проведенного RT-PCR установлено, что ген alkB экспрессируется у всех выделенных штаммов УОБ. По эффективности экспрессии все штаммы были разделены на две группы: первая группа с наибольшей экспрессией гена alkB, для которой значения концентрации достигали от 1290 до 8060 копий/ мл, и вторую группу - где значения концентрации были на порядок ниже и колебались в пределах от 10,4 до 786 копий/мл. Методом RT-PCR удалось установить количественное наличие копий гена alkB у всех штаммов УОБ выделенных из НП, тогда как ранее данный ген был детектирован (метод PCR) только у 5-х штаммов из 13 штаммов. Так, все штамма УОБ, выделенные из бензина АИ 95, также показали экспрессию гена alkB, а штамм Paenibacillus agaridevorans Bi11 был отнесен в первой группе штаммов с высоким уровнем его экспрессии (1290 копий/мл). Таким образом, методом Realtime PCR обнаружена экспрессия гена alkB у всех штаммов УОБ, выделенных из реактивного топлива ТС-1 и автомобильного бензина АИ-95. Показано существенное количественное различие по экспрессии данного гена у выделенных штаммов. Для штаммов, выделенных из бензина данные по экспрессии, соответствуют ранее полученным физиолого-биохимическим данным о росте в присутствии модельной смеси углеводородов и эффективности их деградации [Shapiro et al., 2021]. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости использования комплекса методов (полифазного подхода) для всесторонней оценки способности штаммов УОБ к биодеградации углеводородов НП.