Специалистами было установлено наличие ранее неизвестного типа бактерий на Талнахском рудном участке, относящемся к медно-никелевым залежам в Красноярском регионе. Данный микроорганизм обитает в агрессивной среде и способствует окислению серы, принимая участие в биовыщелачивании естественном механизме высвобождения меди, никеля, кобальта и золота из сульфидных руд.
Екатерина Григорьева
Фото сгенерировано ИИ
Обнаруженный вид перспективен для включения в состав микробных комплексов, обеспечивающих экологически безопасную переработку сырья при горнодобыче в наиболее суровых условиях, например, при повышенной кислотности, высоких температурах и наличии металлов, которые зачастую подавляют или уничтожают другие бактерии, следует из сообщения пресс-службы РНФ.
Результаты всестороннего исследования, которое получило финансовую поддержку от Российского научного фонда (РНФ), были представлены в журнале Systematic and Applied Microbiology.
Фото: Сравнительный анализ круговой карты хромосомы Acidithiobacillus sibiricus A1 и хромосом близкородственных видов рода Acidithiobacillus. Источник: Panyushkina et al. / Systematic and Applied Microbiology, 2026
Неизвестные бактерии на участках добычи ископаемых
На территориях залегания медных, никелевых, железных и иных руд обитают микроорганизмы, содействующие получению чистых ценных металлов, исходно связанных с серой. Данный естественный процесс разрушения минералов, именуемый биовыщелачиванием, осуществляется благодаря тому, что бактерии окисляют серу, тем самым удаляя её из соединений с металлами. Одним из широко известных родов сероокисляющих бактерий является ацидитиобациллюс (Acidithiobacillus). Однако множество известных микроорганизмов не переносят экстремальной кислотности, высоких концентраций солей и тяжёлых металлов, что ограничивает их применение на сложных участках. Именно поэтому учёные ведут поиск новых окислителей.
Характеристики и свойства нового микроорганизма
Сотрудники Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН выявили новый вид бактерий, относящихся к роду ацидитиобациллюс, в Талнахском месторождении, находящемся в Красноярском крае. Исследователи размножили найденные микроорганизмы в лабораторных условиях, получив чистую культуру. Выяснилось, что бактерия может развиваться при крайне высокой кислотности и температуре вплоть до 43 градусов Цельсия.
Фото: Электронные микрофотографии клеток Acidithiobacillus sibiricus A1. Источник: Panyushkina et al. / Systematic and Applied Microbiology, 2026
Анализ генома и механизмы устойчивости
Был проведён анализ генома найденного вида, в ходе которого обнаружились гены, отвечающие за окисление серы, а также кодирующие защитные механизмы. Благодаря им микроорганизм способен существовать в агрессивных средах. В частности, описанная бактерия содержит гены, гарантирующие её невосприимчивость к тяжёлым металлам меди, цинку, никелю и кобальту, а также нейтрализующие активные формы кислорода, которые повреждают мембраны и белки, приводя к гибели клеток.
Перспективы применения в переработке руды Особый интерес представляют отдельные свойства этих бактерий: они формируют крупные скопления клеток на поверхности частиц серы, что в будущем может повысить эффективность переработки руды. Сочетание такой способности с устойчивостью к экстремальным условиям делает микроорганизм оптимальным вариантом для выщелачивания металлов даже на месторождениях со сложными рудами, отметила кандидат биологических наук, сотрудница лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Анна Панюшкина.
Название нового вида
Основываясь на этих особенностях и генетических отличиях бактерии от ранее описанных видов, авторы выделили её в самостоятельный вид, названный в честь региона обнаружения ацидитиобациллюс сибирикус (Acidithiobacillus sibiricus).
Планы на дальнейшие исследования В дальнейшем мы намерены изучить характеристики этой бактерии касательно извлечения ценных металлов из конкретных природных минералов, определить предельные концентрации тяжёлых металлов, при которых микроорганизм способен функционировать, а также исследовать механизмы его устойчивости к ним. Это даст возможность понять, для каких процессов и типов руд использование описанной бактерии наиболее эффективно, сообщил руководитель проекта, кандидат технических наук, сотрудник лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Максим Муравьёв.
Извлечение ископаемых при помощи бактерий
Фото: Географическое распределение 19 метагеномов с определяемыми координатами, содержащих Acidithiobacillus sibiricus. Местоположение типового штамма A1 обозначено зеленым маркером в форме звезды. Источник: Panyushkina et al. / Systematic and Applied Microbiology, 2026
Обнаруженный микроорганизм способен выступать в роли биохимического помощника при переработке руд. Бактерия окисляет серу, разрывает связи между металлами и серосодержащими веществами, облегчая тем самым добычу меди, никеля, кобальта и других ценных элементов, пояснил эксперт НТИ по перспективным и новым источникам энергии Дмитрий Высокогорский.
Экологический потенциал и промышленные перспективы
В перспективе это способно сделать добычу более экологичной, так как часть процессов, где сейчас применяются жёсткие химические методы, можно будет перевести на биотехнологическую основу. Особая ценность именно этой бактерии заключается в её адаптации к крайне тяжёлым условиям, например к высокой кислотности, температуре и присутствию металлов, которые обычно замедляют или уничтожают прочие микроорганизмы. Это означает, что её можно рассматривать не просто как лабораторный образец для коллекции, а как реального претендента для промышленных биосообществ, функционирующих непосредственно в сложных рудах, заявил эксперт.
Точечная добыча и биореакторы
По мнению специалиста, гипотетически это может привести к тому, что добыча станет более точечной.
В перспективе новую бактерию можно запускать прямо в рудные пласты или в ёмкости биореакторов для переработки бедных руд, которые нерентабельно плавить традиционными способами. Это снизит энергозатраты и выбросы сернистого газа, рассказала молекулярный биолог Арина Холькина.
Будущее биогидрометаллургии Направление биогидрометаллургии развивается весьма активно. Уже сегодня около 15–20% мировой меди добывается с участием бактерий. В будущем микроорганизмы смогут не только извлекать металлы, но и селективно «собирать» редкоземельные элементы из отходов электроники, очищать промышленные стоки и даже работать на астероидах в установках замкнутого цикла, сообщила она.
Бактерии становятся полноценным инструментом «зелёной» металлургии, лишённой муфельных печей и токсичных реагентов, подчеркнула Арина Холькина.
Кстати, о том, как ферменты и микроорганизмы помогают помогают оценить, восстанавливается ли земля после нефтяного разлива, — об этом можно прочитать в материалах на нашем сайте.