В Томском государственном университете впервые в мире выделили бактерию Desulforudis audaxviator из глубинных подземных вод. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. На латыни название микроорганизма переводится как «смелый путешественник». Ученые разных стран искали эту бактерию более десяти лет, так как она получает энергию без участия света и кислорода. Такой механизм питания теоретически позволяет существовать в условиях космоса, в том числе на Марсе. Работа, выполненная при поддержке Российского научного фонда, опубликована в журнале ISME группы Nature.
Заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологий БИ ТГУ Ольга Карначук пояснила, что впервые о Desulforudis audaxviator стало известно после исследования американской группы. Тогда ДНК бактерии нашли в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке на глубине до 3 километров. В этих водах нет ни света, ни кислорода. Ранее считалось, что в подобных условиях не может существовать жизнь, так как в основе известных пищевых цепочек лежит фотосинтез, однако это предположение оказалось неверным.
После публикации статьи в журнале Science начались поиски бактерии в разных странах. Ее генетические следы позже нашли в подземных водах в Финляндии и США, однако сам микроорганизм выделить не удавалось. Одно из объяснений было связано с тем, что бактерия якобы делится только раз в тысячу лет. Микробиологи ТГУ смогли выделить Desulforudis audaxviator из подземных вод термального источника в Верхнекетском районе Томской области, опираясь на накопленный опыт работы с сульфатредуцирующими бактериями.
Эта группа микроорганизмов считается одной из наиболее древних на планете. Такие бактерии получают энергию в бескислородной среде за счет восстановления сульфатов и окисления водорода или простых органических веществ. Среди них есть термофильные формы, способные жить при высоких температурах до +93 °C.
По словам Ольги Карначук, исследования выполнялись совместно с ФИЦ «Биотехнология» РАН, где под руководством профессора Николая Равина провели секвенирование ДНК. Московские специалисты изучили образцы из поисковых нефтяных скважин на севере Томской области. В пробах из района Белого Яра обнаружили ДНК искомой бактерии.
Позже ученым ТГУ удалось получить культуру Desulforudis audaxviator и подробно ее изучить. Было установлено, что бактерия делится примерно раз в 28 часов. В лабораторных условиях она использовала разные источники питания, в том числе сахар и спирт, но наиболее благоприятной для нее оказалась «диета» на водороде, при которой выделяется больше всего энергии. Также выяснилось, что присутствие кислорода не приводит к гибели микроорганизма, хотя ранее его относили к строго анаэробным обитателям глубин.
Исследователи обнаружили у бактерии мельчайшие газовые вакуоли, похожие на плавательный пузырь рыб. Предполагается, что эти структуры помогают «смелому путешественнику» перемещаться. При этом подземные водоемы, в которых нашли ДНК бактерии, не связаны между собой геологически. Ученые выдвинули гипотезу, что микроорганизм может попадать из глубины в поверхностные водоемы, затем подниматься в атмосферу вместе с аэрозольными частицами и так распространяться по миру.
Еще один итог работы связан с генетическим сходством разных находок. Геном сибирской бактерии оказался практически идентичен ДНК организма, обнаруженного в Южной Африке. По словам Ольги Карначук, это выглядит необычно, поскольку в природе и даже при лабораторном культивировании со временем возникают мутации. В данном случае различий не обнаружили. Причины такого совпадения пока неизвестны. Исследователи связывают разгадку с фундаментальными особенностями живых клеток, которые еще предстоит изучить.
Латинское имя Desulforudis audaxviator восходит к цитате из романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли», обращенной к «смелому путешественнику», спускающемуся к центру планеты.
Читайте также: