Организмы, способные атаковать токсикант. Таким образом, после попада-

Ния ксенобиотиков в окружающую среду из почвы можно выделить мик-

Робные виды, способные деградировать конкретные ксенобиотики и далее

Среди них вести селекцию на увеличение скорости деградации. Это возмож-

но различными путями: отбором конститутивных мутантов, отбором на

Генную дупликацию и на основе механизма переноса генов. Повышение

Деградирующей способности возможно также в результате стимуляции ес-

Тественной почвенной микрофлоры, уже адаптированной к токсикантам.

При попадании новых веществ в окружающую среду может происхо-

Дить природное генетическое конструирование, в результате которого

Возникают микробные формы с новыми катаболическими функциями.

Огромная роль в процессах межорганизменного переноса генетической

Информации, приводящих к биохимической изменчивости популяций,

принадлежит плазмидам – внехромосомным генетическим элементам.

Катаболические, или деградативные плазмиды, кодирующие реакции ми-

Нерализации или трасформации ксенобиотиков, придают микроорганиз-

Мам способность перераспределять между собой пул деградативных ге-

Нов.

Т а б л и ц а 7.5.

Природные катаболические плазмиды (по Д. Хардмену, 1990).

Плазмида Субстрат Хозяин

PJP1 2,4-Дихлорфеноуксусная кислота и гало-

Генсодержащие пестициды

Alcaligenes paradoxus

PUU220 Галогеналкилы

Никотин

Alcaligenes sp.

Arthrobacter oxidans

CAM D-Камфора Pseudomonas putida

SAL Салицилат P. sp.

NAH Нафталин P. putida

OCT Октан P. oleovorans

XYL Ксилол P. arvila

TOL Толуол, м-ксилол, п-ксилол P. putida

NIC Никотин,

Ксиленол

P. convexa

P. putida

PAC25 3-Хлорбензол

N-Крезол

P. putida

P. putida

PWW17 Фенилацетат P. sp.

PUU204 Галогеналкилы P. sp.

В настоящее время описаны разнообразные природные катаболические

Плазмиды, встречающиеся у различных представителей почвенной мик-

рофлоры (табл. 7.5). Особенно часто они идентифицируются среди рода

Pseudomonas. Информация, которую несут плазмиды, может расширить

Круг субстратов хозяина за счет объединения двух метаболических путей,

Либо полным кодированием нового пути, либо дополнением существую-

Щих метаболических путей. Внутри- и межплазмидные рекомбинации

Приводят к перетасовке генов на плазмидах и возникновению новых мета-

Болических путей.

Известны также случаи перераспределения генетического материала

Между плазмидами и хромосомой хозяина, приводящие к появлению со-

Вершенно новых генов. Пластичность катаболических плазмид обеспечи-

Вает перераспределение генетического материала, что может привести к

Возникновению в природе нового организма, эффективно деградирующе-

Го новый субстрат.

Таким образом, природные генетические механизмы обмена информа-

Ции позволяют получать эффективные штаммы-деструкторы ксенобиоти-

Ков. Это тем более важно, так как общепринятые методы работы с реком-

Бинантными ДНК, применяемые для клонирования чужеродной ДНК с

Небольшим числом генов, имеют существенные ограничения при клони-

Ровании метаболических путей деградации ксенобиотиков, кодируемых

Десятками генов. Ограничения также обусловлены недостатком знаний о

Механизмах деградации и структуре метаболических путей, а также воз-

Можностями риска, связанного с попаданием сконструированных орга-

Низмов в среду. Методы генетической инженерии могут быть полезными

Для усовершенствования уже существующих деградативных способностей

Микробных клеток.

Большинство пестицидов, попадающих в окружающую среду в резуль-

Тате использования их для обработки сельскохозяйственных культур, рас-

Щепляются бактериями и грибами. Превращение исходного пестицида в

Менее сложное соединение достаточно эффективно происходит под воз-

Действием микробных сообществ. Доказана возможность полной минера-