Ежегодно в мире образуется около 50 млн т лигнинсодержащих отходов, однако промышленные биотехнологии их переработки до сих пор не созданы из-за нестабильности грибных ферментов. В данном исследовании коллективом лаборатории МГММ ФИЦ КазНЦ РАН впервые системно охарактеризовано бактериальное сообщество, разлагающее древесину липы (Tilia cordata), что позволяет выявить ранее неизученный резервуар генов и метаболических стратегий для эффективной деградации этого сложного полимера.

[https://doi.org/10.3390/microorganisms14020266

Shulga E.Y., Islamov B.R., Sukhanov A.Y., Frolov M., Laikov A.V., Trachtmann N.V., Validov S.Z. Biotechnological Potential and Metabolic Diversity of Lignin-Degrading Bacteria from Decaying Tilia cordata Wood. Microorganisms, 2026, 14(2), 266].

Лигносульфонаты представляют собой побочные продукты после обработки целлюлозно-бумажной промышленности. Важной проблемой является вторичное использование образующихся при этом отходов.

В опубликованной работе коллективом авторов лаборатории МГММ ФИЦ КазНЦ РАН представлен систематический анализ бактериального сообщества, ассоциированного с завершающей стадией разложения древесины липы (Tilia cordata). Результаты убедительно показывают, что поздние этапы деструкции древесины представляют собой уникальную экологическую нишу, где доминируют классические лигнинолитические актинобактерии, а также сбалансированный консорциум из родов Bacillus, Pseudomonas и энтеробактерий. С помощью метагеномного секвенирования выявлено исключительно высокое альфа-разнообразие (индекс Шеннона 5.07), что указывает на зрелое сообщество с узкой метаболической специализацией.

Сильной стороной исследования является комплексный подход: выделение 16-ти чистых культур на среде с лигнином как единственным источником углерода, их последующая таксономическая идентификация и глубокая функциональная характеристика. Бактериальные изоляты обладают пероксидазной/лакказной активностью и реализуют принципиально различные экологические стратегии.

С помощью динамического светорассеяния и высокоэффективной жидкостной хроматографии авторы классифицированы штаммы на «полных минерализаторов», «частичных метаболизаторов» и «накопителей интермедиатов», что является важным шагом к пониманию синтропных взаимодействий в природных микробных сообществах. Особого внимания заслуживают штаммы, эффективно деполимеризующие лигносульфонат, а также уникальный изолят Bacillus altitudinis MGMM812, обладающий максимальной пероксидазной активностью, но узкой специализацией к сирингату.

Практическая значимость работы заключается в создании репрезентативной коллекции штаммов, которые могут служить донорами генетических систем для конструирования синтетических консорциумов и биокатализаторов направленного действия.

Полученные результаты свидетельствуют, что эволюционно сложившиеся «блоки» метаболических путей у разных таксонов могут быть использованы для разработки промышленных процессов переработки лигнинсодержащих отходов.

Видовое разнообразие микроорганизмов, полученных из разлагающейся древесины, и определение лигниноразлагающих бактерий