WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 46 | 47 || 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 48 ] --

Большинство пестицидов, попадающих в окружающую среду в результате использования их для обработки сельскохозяйственных культур, расщепляются бактериями и грибами. Превращение исходного пестицида в менее сложное соединение достаточно эффективно происходит под воздействием микробных сообществ. Доказана возможность полной минерализации ДДТ в ходе сопряженного метаболизма. Высокая токсичность ряда пестицидов может утрачиваться уже на первой стадии микробной трасформации. Это позволяет разрабатывать относительно простые микробиологические методы для борьбы с ксенобиотиками. Описаны опыты успешного применения ферментов (гидролаз, эстераз, ациламидаз и фосфоэстераз) для проведения первичного гидролиза пестицидов и увеличения степени их последующей биодеградации. Например, с помощью паратионгидролазы из Pseudomonas sp. можно достаточно эффективно удалять остаточный паратион из контейнеров с данным пестицидом, а забуференные растворы данного фермента применяют для уничтожения разливов паратиона на почвах. На основе иммобилизованных ферментов возможно удаление пестицидов из сточных вод; ферменты применяют также в виде аэрозолей для удаления пестицидов с промышленных установок.

Большую опасность для окружающей среды представляют полиароматические углеводороды. Так, полихлорбифенилы (ПХБ) являются очень устойчивыми соединениями, долго присутствующими в окружающей среде в результате прочной адсорбции биологическими и осадочными породами и плохой миграции. Микроорганизмы не способны глубоко деградировать эти соединения, тем не менее, модифицируют их. Установлена способность микробных сообществ деградировать промышленные ПХБ с образованием новых типов углеводородов, при этом молекулы с низкой степенью хлорирования расщепляются. Устойчивое полиароматическое соединение бензапирен не минерализуется в системах активного ила, хотя описано несколько микробных видов, способных частично его метаболизировать. В ходе деградации бензапирена образуются канцерогенные соединения (гидрокси- и эпоксипроизводные). Также устойчив к деградации полистирол, хотя описано несколько случаев частичной деградации измельченных автомобильных шин, изготовленных из стирол-бутадиеновой резины. Есть сообщения о росте микробного сообщества на стироле, в ходе которого разрушается ингибитор полимеризации 4-трет-бутилкатехол, далее происходит свободнорадикальная полимеризация стирола с осаждением образующегося полистирола. Этот полимер впоследствии под воздействием микробного сообщества исчезает из почвы.

Одной из крупнейших групп загрязнителей природы являются галогенсодержащие ксенобиотики, которые характеризуются высокой токсичностью и плохой деградируемостью. Причина токсичности и устойчивости этих соединений определяется наличием в них трудно расщепляемой галоген-углеродной связи. Однако, как оказалось, ряд галогенсодержащих соединений являются природными образованиями и представляют собой метаболиты бактерий, грибов, водорослей. Это определило судьбу отдельных галогенсодержащих соединений в природе. Наличия данной природной предпосылки для полной деградации ксенобиотика, однако, недостаточно. Для эффективной трансформации родственного ксенобиотического соединения необходима адаптация микроорганизма, включая его генетическую изменчивость. Длительные исследования путей деградации галогенсодержащих ксенобиотиков показали, что для получения суперштамма, эффективно разлагающего данные ксенобиотики, нужно модифицировать существующий катаболический механизм деградации ароматических соединений. Идея конструирования катаболических путей принадлежит Рейнеке и Кнакмуссу, создавшим штамм Pseudomonas, способный деградировать 4-хлорбензоат. В эксперименте по скрещиванию Pseudomonas putida PaW1, обладающего TOL-плазмидой pWWO с Pseudomonas sp. B13 (pWR1), утилизирующим 3-хлорбензоат, они получили трансконьюгат, способный использовать 4-хлорбензоат в результате переноса гена толуол-1,2-диоксигеназы (контролируемого плазмидой pWWO), в штамм Pseudomonas sp. B13. Аналогичный результат был получен при совместном культивировании в хемостате двух культур – P.

aeruginosa, содержащей плазмиду pAC25, и культуры, содержащую TOL.

Первая плазмида, связанная с катаболизмом галогенированных органических соединений (2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты), была обнаружена у Alcaligenes paradoxus, затем у других микроорганизмов. Позже появилась серия публикаций о деградации 2,4-Д, однако сообщения по разрушению 2,4,5-трихлорукусной кислоты были крайне редки. Впоследствии при совместном культивировании в хемостате в течение 8–10 месяцев микробных культур, содержащих несколько катаболических плазмид, при постепенном увеличении концентрации 2,4,5-Т получили штамм, способный к деградации 2,4,5-Т и трихлорфенола.

Биологические методы также применимы для очистки природной среды от нефтяных загрязнений, представляющих собой как сточные воды нефтяной промышленности, так и непосредственное загрязнение в результате разлива нефти. Сточные воды нефтяной промышленности очищают биологическими методами после удаления большей части смеси различных углеводородов физическими методами. Для этого применяют аэрируемые системы биоочистки с активным илом, содержащим адаптированное к компонентам нефти сообщество. Скорость деградации зависит от качественного состава и концентрации углеводородов, а также температуры и степени аэрации среды. Наиболее эффективно биодеградация осуществляется, когда нефть эмульгирована в воде. Особую проблему представляют выбросы и аварийные разливы нефти на поверхность почвы. Это приводит не только к загрязнению пахотных земель, но также и источников питьевой воды. В почве содержится много микробных видов, способных деградировать углеводороды, но их активность часто низка, в том числе и в результате дефицита отдельных биогенных элементов. В таких случаях эффективным является внесение в почву так называемых «олеофильных удобрений», в состав которых входят соединения азота, фосфаты и другие минеральные элементы, концентрации которых в почве достаточно низки и лимитируют рост микроорганизмов. После внесения этих соединений в почву концентрация микроорганизмов-деструкторов существенно возрастает, и возрастает скорость деградации нефти.



С помощью генетического конструирования создан «супермикроб», способный утилизировать большинство основных углеводородов нефти (рис. 7.7). Многие природные штаммы Pseudomonas putida несут катаболические плазмиды, каждая из которых кодирует фермент для расщепления одного класса углеводородов – плазмида OCT обуславливает расщепление октана, гексана, декана; XYL – ксилола и толуола; CAM – камфары, NAH – нафталина. Плазмиды CAM и NAH сами способствуют своему переносу, стимулируя спаривание бактерий.

САМ ОСТ XYL NAH

Хромосома

XYL NAH

Рис. 7.7. Суперштамм, полученный на основе последовательных скрещиваний четырех штаммов Pseudomonas putida (по Д. Хопвуду, 1984).

Штамм содержит XYL и NAH плазмиды, гибридную плазмиду CAM/OCT, так как изолированные плазмиды CAM и ОСТ не способны существовать в одной клетке.

В результате последовательных скрещиваний был получен «суперштамм», несущий плазмиды XYL и NAH и гибридную плазмиду, содержащую части плазмид OCT и CAM. Такая мультиплазмидная бактерия растет, утилизируя неочищенную нефть. Однако возможность эффективного применения такого организма в естественных условиях требует доказательства.

Использование методов генетического конструирования микробных штаммов-деструкторов ксенобиотиков для практического применения находится на ранней стадии. Одна из основных проблем при конструировании микроорганизмов на основе природных катаболических плазмид – стабильность. Стабильность систем «хозяин-вектор» особенно важна при интродукции штаммов в естественную среду. При возвращении микроорганизма с новой катаболической функцией в исходную природную среду ему приходится конкурировать с хорошо адаптированной к данным условиям среды естественной микрофлорой, сталкиваться с огромным разнообразием источников углерода, в том числе высокотоксичных. При этом совершенно неясны перспективы сохранения стабильности новой катаболической функции и, следовательно, самого штамма.

Пока существует большой разрыв между достижениями, полученными в конструировании микроорганизмов, и возможностями их практического применения. Вероятно, в будущем наиболее перспективными для детоксикации ксенобиотиков будут биологические системы, состоящие из микробиологической консорции индивидуальных организмов и микробных сообществ, полученных методами клеточной и генетической инженерии.

Заключение В определении оптимального направления развития биологических технологий, независимо от области их применения, большую роль играет международное сотрудничество, которое обеспечивает выбор той или иной технологий с учетом экономико-социальных условий отдельных стран. Примером региональной кооперации в биотехнологии может служить Центрально-Американский институт промышленных исследований (ICAITI), созданный в 1955 г. Этот институт, расположенный в Гватемале, содействует промышленному развитию региона, который может обеспечить достаточный уровень биопромышленности с учетом имеющихся территорий, климато-географических условий и огромного количества имеющихся здесь побочных продуктов и отходов сельскохозяйственного производства. В рамках ICAITI в 1970 г. был создан биотехнологический отдел, являющийся штаб-квартирой Международного центра по исследованию микробных ресурсов (MIRCEN) данного региона, субсидируемого ЮНЕСКО. Исследовательские проекты института сосредоточились в двух направлениях, связанных с основными видами сельского хозяйства региона: переработкой кофейных зерен и получением сахара. Накапливающиеся в огромных количествах отходы данных технологий были использованы в качестве субстратов для производства биогаза и микробной биомассы. Были разработаны также процессы получения спирта из соков тропических фруктов, а на основе иммобилизованных ферментов созданы производства осахаривания фруктозных сиропов из сахарного тростника, разработаны новые технологии ферментации овощей под воздействием чистых культур лактобацилл. Таким образом, наличие этого института сформировало фронт биотехнологических работ, внедрение которых способствовало экономическому развитию региона.

С целью переноса новейших технологий из развитых стран в развивающиеся ООН создан Международный центр генной инженерии и биотехнологии. Под эгидой Организации промышленного развития ООН (UNIDO) создана комиссия для изучения мнения государств-членов по взаимодействию с Международным центром. На базе совместных исследований центром запланировано создать школу для подготовки специалистов из развивающихся стран. В качестве направлений совместных исследований комиссией UNIDO рекомендованы: использование энергии биомассы, добыча нефти из истощающихся скважин, усовершенствование методов ферментации, синтез лекарств против тропических болезней, получение эффективных вакцин для человека и домашних животных, селекция высокоурожайных и устойчивых к болезням сортов культурных растений.



Pages:     | 1 |   ...   | 46 | 47 || 49 |
 



Похожие работы:

«КАЛЕНДАРЬ ДАТ и СОБЫТИЙ - 2012 года ОМСК, 2011 От составителя Календарь состоит из трех разделов: 1. Общественно-политические и памятные даты 2012 года. В календарь включены российские и международные праздники и знаменательные даты, сведения о которых были опубликованы. 2. Информация о юбилеях выдающихся деятелей сельскохозяйственных наук и ученых, сотрудников ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, внесших значительный вклад в развитие университета. 3. Список аграрных вузов РФ – юбиляров 2012...»

«Введение...................................................................... 4 История документа............................................................ 4 Почему важны общая позиция неправительственных организаций и переговорный процесс?..................................................... 4 Практическое...»

«СЕКЦИЯ 3: Комбинированные энергетические технологии, сочетающие геотермальную энергию и другие ВИЭ КОМБИНИРОВАННАЯ ГЕЛИО-ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ КОТТЕДЖНОГО ДОМА Алхасов А.Б., Алишаев М.Г. Учреждение Российской академии наук Институт проблем геотермии Дагестанского НЦ РАН; Махачкала, Россия; 367030, пр.И.Шамиля, 39а; e-mail: alishaev@rambler.ru Предлагается технология теплоснабжения коттеджей или обособленных хозяйственных зданий совмещенной системой солнечных коллекторов и...»

«СОВЕТ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ВУКТЫЛ РЕШЕНИЕ от 9 июня 2011 г. N 36 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ СХЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ВУКТЫЛ В соответствии с Федеральным законом от 06.10.2003 N 131-ФЗ Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации, статьей 20 Градостроительного кодекса Российской Федерации, статьей 6 Закона Республики Коми О некоторых вопросах в области градостроительной деятельности в Республике Коми, Уставом муниципального района Вуктыл...»

«ИСТОРИЯ ОТМОРОЖЕННЫХ В КОНТЕКСТЕ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ Москва Издательство НЦ ЭНАС 2007 УДК 551.5 ББК 26.237 Н63 Практически все исторические и естественнонаучные данные, приведенные в книге, представлены Лабораторией глобальных проблем энергетики и ее руководителем - доктором технических наук профессором Владимиром Клименко. Издание подготовлено при содействии фонда некоммерческих программ Династия. Никонов А.П. Н63 История отмороженных в контексте глобального потепления/А.П. Никонов. - М.:...»

«А.К. Быстрова ПРОБЛЕМЫ ГЛОБАЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В ЦЕНТРАЛЬНОАЗИАТСКОМ РЕГИОНЕ Оптимизация роли России Москва ИМЭМО РАН 2013 3 УДК 338.49(575) ББК 65.7(5) Быс 955 Серия Библиотека Института мировой экономики и международных отношений основана в 2009 году Рецензент доктор политических наук Д.Б. Малышева Ответственный редактор доктор экономических наук И.М. Могилевкин Быс 955 Быстрова А.К. Проблемы глобальной инфраструктуры в центральноазиатском регионе. Оптимизация роли России. – М.: ИМЭМО РАН,...»

«4. 6-20 1. 5 Ensto Finland Oy Ensio Miettisen katu 2, 105062, 196084, - 690002, P.O. Box 77.,. 20,.1., 19.,. 3,. 310 FIN-06101 Porvoo, Finland.: +7 (495) 258 52 70.: +7 (812) 336 99 17.: +7 (423) 276 55 31 utility.networks@ensto.com : +7 (495) 258 52 69 : +7 (812) 336 99 62.: +7 (423) 240 29 61 www.ensto.com www.ensto.ru www.ensto.ru www.ensto.ru стр. РОСЭП - 3 Филиал ОАО НТЦ электроэнергетики РОСЭП ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,38–20...»

«BULLETIN 48 Kyiv-2009 МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ АКАДЕМИЙ НАУК БЮЛЛЕТЕНЬ 48 Киев-2009 В очередной номер бюллетеня МААН включена информация о международных конференциях, семинарах, симпозиумах, которые запланированы с июня 2009 г. научными учреждениями академий наук, входящих в МААН (место проведения, ответственная за проведение организация, ее адрес и телефоны, время проведения). Выпуск бюллетеня подготовлен под общей редакцией академика Национальной академии наук Украины А. П. Шпака. The...»

«АНАЛИТИЧЕСКИЕ ДОКЛАДЫ выпуск 1 (20) (июнь 2008) Ирина Пашковская Европейский Союз: формирование внешней энергетической политики Москва МГИМО – Университет 2008 Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ МЕРЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ВНЕШНЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ ЕВРОСОЮЗА Сообщение Зеленая книга. Навстречу европейской стратегии безопасности энергетического обеспечения, ноябрь 2000 года. 14 Сообщение О развитии энергетической политики для расширенного Европейского Союза, его соседей и стран-партнеров, май 2003 года...»

«Международный институт Научно-информационный управления водными ресурсами центр МКВК (IWMI) (НИЦ МКВК) ПРОЕКТ ИУВР-ФЕРГАНА Материалы к изучению проблем экологии, питьевого водоснабжения, мелиорации, энергоснабжения и машинного орошения в зоне пилотных каналов Ташкент 2006 ПРЕДИСЛОВИЕ Концепция интегрированного управления водными ресурсами (ИУВР), возникшая как ответная реакция на растущие проблемы в мире с водой, впервые в регионе проходит опробование на территории трех пилотных каналов...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.