Микробиологи Томского государственного университета первыми в мире выделили из глубинных подземных вод бактерию Desulforudis audaxviator. Об этом сообщили в пресс-службе ТГУ. Название микроорганизма в переводе с латыни означает «смелый путешественник». Интерес к этой бактерии у ученых разных стран сохранялся более 10 лет. Причина в том, что она получает энергию без света и кислорода, что теоретически делает возможной подобную жизнь в космосе, в том числе на Марсе. Исследование, поддержанное Российским научным фондом, опубликовано в журнале ISME издательской группы Nature.
Заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологий БИ ТГУ Ольга Карначук напомнила, что о существовании Desulforudis audaxviator стало известно после работы американских ученых. Они обнаружили ДНК бактерии в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке на глубине 1,5–3 километра, где отсутствуют свет и кислород. Ранее считалось, что в таких условиях жизни быть не может, так как без света невозможен фотосинтез. Однако эти представления оказались неверны.
После публикации статьи в Science ученые разных стран начали искать бактерию. Ее генетический след находили в водах в Финляндии и США, но сам микроорганизм выделить не удавалось. Существовало предположение, что он делится крайне редко — примерно раз в тысячу лет. Команде ТГУ удалось выделить Desulforudis audaxviator из подземных вод термального источника в Верхнекетском районе Томской области, чему способствовал накопленный опыт работы со сложными сульфатредуцирующими микроорганизмами.
Сульфатредуцирующие бактерии относят к числу древнейших форм жизни на Земле. Они получают энергию без кислорода, используя сульфаты и окисляя водород или простые органические вещества. Среди них есть термофильные виды, которые размножаются при температурах от +50 до +93 °C.
По словам Ольги Карначук, исследования проводились совместно со специалистами ФИЦ «Биотехнология» РАН под руководством профессора Николая Равина, которые занимались секвенированием ДНК. Они изучили образцы из поисковых нефтяных скважин на севере региона и обнаружили ДНК бактерии в пробах из района Белого Яра.
Позже ученым ТГУ удалось получить чистую культуру Desulforudis audaxviator и уточнить ее особенности. Было установлено, что бактерия делится примерно раз в 28 часов, а не раз в тысячу лет. В лаборатории она использовала в качестве питания сахар, спирт и другие субстраты, но лучше всего чувствовала себя при питании водородом, который приносит ей максимум энергии. Также выяснилось, что кислород для нее не смертелен, хотя ранее считалось, что подземные формы жизни его не переносят.
У «смелого путешественника» обнаружили газовые вакуоли — мельчайшие пузырьки, напоминающие плавательный пузырь рыб. Именно они, по предположению исследователей, могут помогать бактерии перемещаться. При этом подземные водоемы, где находили ее ДНК, геологически не связаны. Ученые предполагают, что бактерия попадает из глубины в поверхностные водоемы, затем поднимается в воздух вместе с мельчайшими каплями аэрозоля и так распространяется.
Еще один результат работы связан с генетикой. Геном бактерии, найденной в Сибири, почти полностью совпал с ДНК штамма из Южной Африки. Ольга Карначук отметила, что такое совпадение выглядит необычно, поскольку мутации обычно накапливаются даже при длительном культивировании одной и той же культуры в лаборатории. Причины отсутствия различий пока непонятны. По словам исследовательницы, ответ может быть связан с фундаментальными механизмами существования живых клеток, которые еще предстоит изучить.
Название Desulforudis audaxviator восходит к фразе из романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли» — «Спустись, смелый путешественник, и достигни центра Земли».
Читайте также: