В термальных водах Камчатки и Курил были обнаружены два вида архей, предпочитающих горячую кислую воду, не зависящие от кислорода и активно расщепляющие сахара. Их ферменты могут быть полезны в области биотехнологий.
Исследователи из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН (Москва) обнаружили в горячих источниках Камчатки и Курил представителей древнейшей группы архей, которые не могут быть культивированы в лабораторных условиях. Эти микроорганизмы получают энергию, перерабатывая сложные сахара, содержащиеся в термальных водах. Они способны существовать при крайних температурах и кислотности, и, в отличие от аналогичных штаммов, получают энергию исключительно за счет брожения углеводов. Найденные микроорганизмы имеют ценность для биотехнологий как источники термостойких и кислотостойких ферментов, способных расщеплять сложные сахара. Результаты исследования опубликованы в журнале mSystems.
Согласно статистике, из всех микроорганизмов, обитающих на планете, в лабораторных условиях можно культивировать не более 3,5%. Остальные остаются своего рода темной материей — их метаболизм и участие в экосистемах можно оценить лишь косвенно, основываясь на данных секвенирования генов и ДНК из природной среды. Это не дает полного представления о видах и часто приводит к ошибкам, особенно в изучении архей — древнейших прокариотических организмов на Земле.
Несмотря на то что археи широко распространены, они крайне трудно поддаются культивированию, особенно виды, обитающие в горячих источниках и термальных водах на больших глубинах.
Исследователи выделили две чистые культуры архей из геотермальных источников Камчатки и Курильских островов. По результатам всесторонних исследований микроорганизмы были отнесены к новому порядку Tardisphaerales, который входит в новый класс архей Tardisphaeria.
Один из видов, Tardisphaera miroshnichenkoae sp. nov., получил имя в честь недавно ушедшей из жизни доктора биологических наук Маргариты Леонтьевны Мирошниченко. Название второго вида Tardisphaera saccharovorans sp. nov. переводится как «пожирающая сахар».
Эти организмы имеют мелкие кокковидные клетки неправильной формы. Они очень медленно растут, предпочитают кислую среду и повышенные температуры, не нуждаются в кислороде.
Изучение метаболизма и расшифровка геномов этих анаэробов показали их существенное отличие от прочих ацидофильных и термофильных прокариот. Они аккумулируют энергию исключительно за счет переработки полисахаридов, полностью игнорируя газообмен. В отличие от большинства анаэробов, чувствительных к кислороду, археи Tardisphaera обладают развитой защитой от окислительного стресса.
Фото: hi-tech.mail.ru