Микроводоросли против антибиотиков: как природа убирает за человеком
Бразильские ученые обнаружили, что микроводоросли Monoraphidium contortum могут очищать воду от остатков антибиотиков — сульфаметоксазола и триметоприма.
Микроводоросли выращивали в фотобиореакторе, добавляя антибиотики, которые часто встречаются в водоемах Бразилии — те самые, что не задерживаются очистными сооружениями. Источник: Marcelo Chuei Matsudo
Это снижает риск загрязнения окружающей среды, которое опасно и для экосистем, и для здоровья людей.
Исследование провели специалисты из Федерального университета ABC, Федерального университета Итажубы и Университета Сан-Паулу при поддержке FAPESP.
Результаты опубликованы в Biochemical Engineering Journal.
Работа шла в двух направлениях.
Первое — ученые выращивали микроводоросли в фотобиореакторе (устройстве с освещением, где микроорганизмы фотосинтезируют) и добавляли в воду антибиотики, часто встречающиеся в сточных водах Бразилии.
Мы использовали сульфаметоксазол и триметоприм — они входят в десятку самых потребляемых антибиотиков в стране, — объясняет Марселу Чуэй Матсудо, биотехнолог из UFABC. — В низких концентрациях, как в природных условиях, водоросли не погибали, а удаляли 27–42% лекарств. При этом они производили биомассу, пригодную для создания биодизеля.
Второе направление — геномный анализ. Маркус Винисиус Сенра обнаружил у Monoraphidium contortum ген, отвечающий за выработку фермента, который, вероятно, и расщепляет антибиотики.
Пока технологию нельзя применить на практике — эксперименты проводили в идеальных лабораторных условиях, а не в реальных сточных водах. Но исследование открывает перспективы:
- Антибиотики не полностью перерабатываются организмом и попадают в канализацию.
- Очистные сооружения не рассчитаны на их удаление.
- Это ведет к загрязнению среды и росту устойчивых к антибиотикам бактерий.
Существующие методы (озонирование, адсорбция углем и др.) дороги и могут давать токсичные побочные продукты. А микроводоросли — дешевый и экологичный вариант для доочистки сточных вод.
Главный плюс — практичность. Если технологию доработают, она решит две проблемы сразу:
- Очистка воды — антибиотики больше не будут накапливаться в реках и почве, снизится риск появления супербактерий.
- Биотопливо — побочный продукт (биомасса) может стать сырьем для экологичного топлива.
Это дешевле современных методов, к тому же водоросли — возобновляемый ресурс.
Пока исследование проводилось только в лаборатории, где все параметры контролируются. В реальных сточных водах — сотни примесей, перепады температуры и освещенности. Не факт, что водоросли будут так же эффективны.
Ранее российские ученые создали фотокатализатор для очистки воды от органики.
