Внештатный исследователь НИЛ «Стратиграфия нефтегазоносных резервуаров» Мирослав Словакевич совместно с международной группой ученых изучил природу вируса бактериофага, а также представил первый отчет его влияния на процесс карбонатного осаждения.

Избирательно поражающий бактериальные клетки вирус, известный миру как бактериофаг, является важным фактором образования карбоната кальция, сообщает исследователь. Осаждение карбоната происходит, когда растворенный карбонат в воде соединяется с растворенным кальцием с образованием карбоната кальция, который кристаллизуется в кальцит и арагонит – основные компоненты известняка. Подробности работы были опубликованы в Geochimica et Cosmochimica Acta.

Карбонат кальция широко применяется в промышленном производстве, медицине и других сферах человеческого обихода. Так, например, известняк, состоящий из карбоната кальция, является строительным материалом и используется для производства цемента. Карбонат кальция (CaCO3) широко используется в биомедицине. В последнее время наблюдается широкий интерес к его применению в качестве системы доставки лекарств. Среди них наночастицы CaCO3 продемонстрировали многообещающий потенциал в качестве носителей лекарств, нацеленных на раковые ткани и клетки. Относительно простое и хорошо известное вещество присутствует  в меле, известняке, мраморе, входит в состав яичной скорлупы и т.д. 

В рамках краткосрочного эксперимента полученные осадки были проанализированы с помощью флуоресценции и электронных микроскопов, а также дифракции рентгеновских лучей. Статистические данные ясно показали, что бактериофаги сильно влияют на процесс карбонатного осаждения, а в результате слияния вирусов осадки карбоната образуют крупные агрегаты, состоящие из сфероидов, создавая некий шаблон для дальнейшего образования крупных карбонатов.

«Наши эксперименты показали, что бактериофаги могут притягивать катионы, такие как Ca2+ и, возможно, Mg2+, и, таким образом, влиять на осаждение карбоната кальция, образуя наносфероиды в форме икосаэдра. Эта новая функция показывает, что осаждение карбоната кальция может быть опосредована не только бактериями, но и осаждаться абиотически, как сталактиты в пещерах и накипь в котлах. Также они могут зависеть от бактериофагов», – сообщил внештатный исследователь НИЛ «Стратиграфия нефтегазоносных резервуаров» Мирослав Словакевич.

Ученые извлекали вирусы из Escherichia coli – распространенной бактерии, присутствующей в реках, озерах и даже в организме людей. Исследователи провели эксперименты по осаждению CaCO3 путем смешивания CaCl2 и Na2CO3 с присутствующими в нем вирусами.

Полученные результаты интересны и с медицинской точки зрения. Вирусные частицы потенциально могут рассматриваться как носители доставки лекарств, сообщает ученый. Исследователи показали, что фаги, вероятно, могут стабилизировать ватерит, следовательно, ассоциация фаг-ватерит может потенциально рассматриваться как система доставки лекарств двойного действия.

Экспериментальный анализ недвусмысленно свидетельствует о способности фагов влиять на осаждение карбонатов, что приводит к образованию метастабильных ватеритов и кальцитов. Если эти наноразмерные структуры можно будет идентифицировать в геологической летописи, это внесет вклад в общее понимание роли вирусов во времени, вероятно, с первых дней зарождения жизни на Земле.