Горячие источники – место обитания большого количества уникальных термофильных организмов, способных жить при температуре свыше 50 градусов Цельсия, в том числе из-за устойчивости их белков к нагреванию. Некоторые термофилы используются в биотехнологических целях. Так, из бактерии Thermus aquaticus, обнаруженной в термах Йеллоустонского национального парка, был выделен фермент ДНК-полимераза Taq, который используется для проведения ПЦР-анализов. Однако в большинстве горячих источников микробные сообщества остаются неисследованными.
Шаг вперед удалось сделать ученым из исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, обнаружившим новый вид бактерий из гидротермального источника в Северной Осетии. Авторы назвали микроорганизм Tenuifilum osseticum: он представляет собой тонкую палочку толщиной 0,13–0,2 микрометра и длиной 5–10 микрометров.
В природе этот вид обитает в пресных термальных источниках при 55 градусах Цельсия, но авторы экспериментально показали, что он может расти при температурах от 30 до 55 градусов Цельсия и солености до 4%. Микроорганизму не нужен кислород: вместо дыхания он использует брожение для получения органических веществ. В частности, Tenuifilum osseticum сбраживает простые сахара (глюкозу, мальтозу и другие), полисахариды (крахмал, ксилан, ламинарин) и белки (пептон, желатин, казеин), превращая их в уксусную кислоту, водород и углекислый газ.
Исследователи также расшифровали последовательность генома Tenuifilum osseticum, найдя в итоге целый ряд генов, которые отвечают за синтез вовлеченных в обмен веществ ферментов. Именно эти ферменты позволяют микроорганизму в своей жизнедеятельности использовать сахара и белки. При этом авторы не обнаружили гены, отвечающие за формирование жгутиков.
«Новая бактерия имеет ряд общих черт с ранее описанным нами родственным видом — Tenuifilum thalassicum. Они обе термофильны, имеют форму тонких палочек, живут в бескислородных условиях, сбраживают простые сахара, полисахариды и белки. Но Tenuifilum osseticum растет при более узком диапазоне температур и более широком диапазоне солености. Последнее особенно удивительно, поскольку новый вид выделен из пресноводного источника, тогда как его родственник обитает в морских гидротермах», – цитирует Российский научный фонд кандидата биологических наук Ольгу Подосокорскую.
