Ученые опубликовали детальное описание «марсианской» бактерии и нашли в Сибири ее «родственника»

Микробиологи Томского государственного университета (ТГУ) с коллегами опубликовали статью с детальным описанием бактерии Desulforudis audaxviator, которая ранее была найдена в глубоких недрах Земли и «прославилась» тем, что способна жить в условиях, близких к марсианским. Ученые не только подробно изучили «марсианскую» бактерию, но и обнаружили в подземных водах Западной Сибири ее «родственника».

Название Desulforudis audaxviator (видовая часть названия переводится с латыни как «смелый путешественник») предложили американские ученые, которые обнаружили ДНК этого микроорганизма на большой глубине в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке. Десять лет исследователи всего мира «охотились» за бактерией, которая может жить и получать энергию при полном отсутствии света и кислорода за счет радиоактивного распада в недрах Земли, но «поймать» ее удалось ученым ТГУ.

«В микробиологии объект, который обнаружен, но не прошел полную стадию культивирования (воспроизведения) в лаборатории и детально не описан, имеет статус Candidatus, кандидата. Теперь «смелый путешественник» легализован, то есть ему официально присвоено имя Desulforudis audaxviator», — рассказала один из авторов статьи, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук.

«Марсианскую» бактерию авторы нашли в подземных водах термального источника, расположенного в Верхнекетском районе Томской области. Однако даже не приспособленность Desulforudis audaxviator к глубинным условиям оказалась самым удивительным фактом. Исследователи сделали полное секвенирование генома бактерии, сравнили его с геномом бактерии из Южной Африки и поняли, что они абсолютно идентичны.

«Это говорит о том, что Desulforudis audaxviator в прямом смысле слова «застыл» во времени. Геном «смелого путешественника» не менялся со времен Пангеи —суперконтинента, существовавшего около 335–175 миллионов лет назад. Это противоречит нашим представлениям о дарвиновской эволюции, предполагающей, что в организмах накапливаются изменения, которые позволяют им лучше приспособиться к условиям окружающей среды», — отметила Ольга Карначук.

Еще одним открытием ученых стал новый род и семейство бактерий — «родственников» Desulforudis audaxviator. Найти их удалось в подземных скважинах в Западной Сибири: в артезианской воде в Белом Яре (Томская область), возле Новокузнецка в угольных пластах в зоне добычи метана (Кемеровская область) и в глубинных водах в Тюменской области. По геному эти обитатели близки к «смелому путешественнику», но не настолько, чтобы причислить их к одному виду, роду или даже семейству.

Новый род был назван Desulfosceptrum tomskiensis, а новое семейство бактерий — Desulfosceptrumaceae. В первой части названия рода содержится отсылка к форме клеток бактерий, образующих споры. Они напоминают скипетр (лат. sceptrum). Вторая часть названия — tomskiensis — содержит отсылку к территории Томской области, в которой, во-первых, был обнаружен новый род, во-вторых, потому что регион, благодаря микробиологам ТГУ, хорошо известен в мире как центр изучения подземной биосферы.

«Наши коллеги из ФИЦ Биотехнологии РАН секвенировали геномы бактерий, найденных нами в подземных скважинах, и обнаружили, что Desulfosceptrum tomskiensis тоже довольно постоянен, но не настолько, как знаменитый «путешественник». Пусть малые, но изменения в его ДНК все же есть. Коллеги выдвинули гипотезу, что причина может заключаться в следующем: в отличие от Desulforudis audaxviator, находящегося очень глубоко под землей, его сибирские «родственники» живут на меньшей глубине — там, куда проникает ионизирующее излучение, которое вызывает мутации», — объяснила ученый.

В то же время, по словам авторов, есть основания предполагать, что «смелый путешественник» до того, как стать подземным обитателем, жил на поверхности Земли. На это указывает наличие газовых вакуолей — воздушных пузырьков, которые дают возможность плавать на поверхности. Вакуоли, например, есть у цианобактерий, которые плавают в водоемах. Скорее всего, Desulforudis audaxviator попал под землю с дождевой водой, и глубинные условия оказались для него гораздо более подходящими, нежели поверхность Земли. Не исключено, что когда-то «смелый путешественник» передвигался по воздуху и распространился на планете именно благодаря вакуолям.

Авторы статьи отмечают необходимость дальнейшего исследования Desulforudis. Это важно как для получения новых фундаментальных знаний и понимания особенностей эволюции живых организмов, так и с практической точки зрения — эти бактерии могут найти свое промышленное применение. Более того, изучение таких микроорганизмов может дать новую информацию о живых клетках в космосе, ведь если на других планетах есть жизнь, то с высокой долей вероятности принципы ее устройства могут быть, как у этих бактерий.

В исследовании также участвовали ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Работа проведена при поддержке Российского научного фонда.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации