Радіоактивні мікроорганізми

Таким чином, залишалися невідомими як результати гострої дії на ґрунтові бактерії високих доз радіації, що спостерігалися відразу після аварії, так і результати пролонгованої дії порівняно низьких доз радіації, що спостерігалися в наступні роки. Значимість біоценотичних змін після опромінювання вивчають, використовуючи різноманітні екологічні критерії (індекси домінування та різноманітності, коефіцієнт подібності тощо).

Найнижчу радіочутливість серед живих організмів мають бактерії роду Micrococcus, виявлені в каналі атомного реактора, де потужність дози опромінення становить близько 12 Гр/с, або понад 1 млн Гр/добу. У цих умовах бактерія не тільки виживала, а й розмножувалась. У зв'язку з такою високою радіостійкістю ця бактерія дістала назву «мікрококкус радіостійкий». Для більшості бактерій напівлегальні дози знаходяться в діапазоні 300-2000 Гр. Спори бактерій ще стійкіші до опромінення. Але серед бактерій є представники, для яких напівлетальна доза набагато нижча (300-500 Гр). Так, для кишкової палички ЛД50 становить 30-60 Гр.

Deinococcusradiodurans – грам – позитивна, екстремофільна кокова бактерія роду Deinococcus, один з найстійкіших організмів до дії іонізуючого випромінювання. Вперше був виділений з консервованого м'яса, підданого дії гамма-випромінювання з метою вивчення можливості стерилізації. Організм був вперше описаний в 1960 році під назвою Micrococcus radiodurans, а в 1981 році переведений до новоствореного роду Deinococcus. Зараз розроблюються способи використання D. radiodurans в біоочищенні радіоактивно заражених стічних вод.

D. radiodurans широко відома своєю високою стійкістю до дії радіації та є одним з найстійкіших до дії радіації організмом у світі – D. radiodurans здатний виживати при дозі до 10000 Гр. (для людини летальна доза радіації становить біля 5 Гр., для Escherichia coli – 2000 Гр.).

Ймовірно, висока стійкість до дії іонізуючого випромінювання виникла внаслідок виникнення стійкості до висушування, оскільки механізми пошкодження ДНК, а отже і стійкості до радіації і висушування, східні, до того ж D. radiodurans синтезує так звані LEA-білки, що запобігають агрегації білків під час висушування. Довгий час такий рівень стійкості до дії радіації був не зовсім зрозумілий. Зараз відомо, що D. radiodurans зберігає в клітині по кілька копій геному, упакованих у вигляді торів або кілець, додаткові копії геному дозволяють в точності відновити геном після численних одно- і дволанцюжкових розривів. Було також показано, що як мінімум дві копії геному при масованих дволанцюжкових розривах утворюють повний геном при реассоціації фрагментів ДНК, що утворилися, після чого прозодить повторний синтез пошкоджених ділянок з гомологічних непошкоджених послідовностей, при цьому утворюється D-петля та відбувається рекомбінація між гомологічними послідовностями шляхом RecA-залежної гомологічної рекомбінації.

RecA D. radiodurans може експресуватися тільки в клітинах свого виду, для E. coli, наприклад, він надає летальну дію. Певну роль в резистентності до дії радіації надає також присутність особливого білка, що зв'язується з одноланцюжковою ДНК і ймовірно грає роль в реплікації пошкодженої ділянки. На радіорезистентність впливає також синтез білка DdrA, що забезпечує цілісність геному. Білок IrrE, регулятор експресії гену recA, також впливає на рівень стійкості до дії радиации. Мікроорганізм має рибонуклеопротеїни, що також надають дію на стійкість бактерії до ультрафіолетового випромінювання. Для захисту від окислювального стресу, що зазвичай супроводжує дію іонізуючого випромінювання, D. radiodurans використовує особливий фермент тіоредоксин-редуктазу, а також синтезує супероксиддісмутазу.

Найбільшу частину ефективної дози опромінення на даних територіях отримано в результаті інтенсивного розпаду короткоживучих радіонуклідів: 90% – в перший рік Чорнобильської катастрофи та 98% – в наступні 5 років.

Тому важливо знати, як змінились рівні активності 137Cs та 90Sr в сільськогосподарській продукції як впливають на рівень забруднення основні агрохімічні заходи.

Результати досліджень зони відчуження через 25 років

Оцінка екологічних наслідків катастрофи на ЧАЕС для бактерій; показала, що в ґрунтових екосистемах ЧАЕС відбувся спад мікробної різноманітності. Було виявлено, що в зоні ЧАЕС кількісно переважали види бактерій, які виявились резистентними до опромінювання. Встановлено, що ці ж, види бактерій трапляються не тільки в ґрунтах зони ЧАЕС, але також і поза зоною в екосистемах із фоновим рівнем радіації. Досліджені штами Methylobacterium (як епіфітні, так і ґрунтові) незалежно від їх видової належності були резистентними до опромінювання, а також до інших стресових факторів. Тому можна стверджувати, що стійкість до цих чинників -це специфічна ознака роду Methylobacterium. У штамів Methylobacterium функціонують активні системи репарації сублетальних променевих ушкоджень, які й визначили їх високу радіорезистентність та дозволили вижити в екстремальних умовах зони ЧАЕС. Було виявлено, що рівень радіорезистентності штамів одних і тих же видів бактерій (Methylobacteriumextorquens, M. mesophilicum, Bacillussubtilis, B. cereus) не залежить від місць їх природного існування (зона ЧАЕС або екосистеми з природним радіоактивним фоном). На прикладі штамів Methylobacterium і Bacillus дістало подальший розвиток твердження, що штами, резистентні до опромінювання, мають бути стійкими й до інших стресових факторів. Одержані результати свідчать на користь гіпотези про неспецифічну резистентність клітин (Шальнов, 1977, Корогодин, 1982), яка зумовлена наявністю активних систем репарації сублетальних ушкоджень, і в першу чергу наявністю систем репарації ДНК.

 

 

Ультрафіолетове опромінення справляє модифікуючий вплив на патогенні властивості бактерій Pectobacteriumcarotovora. Одним з наслідків цього є зростання агресивності бактерій, опосередковане