Археи научились разлагать нефть без кислорода

Исследователи вырастили в лаборатории археи, способные разрушать жидкие компоненты нефти при высоких температурах в бескислородных условиях, используя новый механизм на основе модифицированного ключевого фермента метаногенеза.

Ключевые открытия

• Организмы: Археи рода Candidatus Alkanophaga в консорциуме с бактериями Thermodesulfobacterium.
• Местообитание: Глубоководные осадки (около 2000 м) бассейна Гуаймас в Калифорнийском заливе, где геотермальный нагрев превращает органику в нефть и газ.
• Условия: Анаэробная среда (без O₂), высокая температура 70 °C.
• Субстрат: Жидкие алканы — стабильные углеводороды (C_nH_2n+2), основные токсичные компоненты сырой нефти.
• Механизм: Использование ранее неизвестных вариантов ключевого фермента метил-кофермент М-редуктазы (MCR), обычно участвующего в метаногенезе и анаэробном окислении метана.
• Подтверждение: Активность культур подтверждена образованием сульфида, транскриптомными данными, измерением продуктов ферментативной реакции и ингибированием активности при блокировке MCR.

Научный контекст и значение

• Без кислорода разложение алканов крайне затруднено. Новый механизм у архей объясняет, как это происходит в глубоких нефтяных резервуарах и на горячих участках морского дна.
• Археи расщепляют алканы, а бактерии-партнёры выполняют «дыхание» посредством сульфатредукции, образуя плотные консорциумы.
• Это открытие расширяет понимание глобального углеродного цикла, показывая, что древние метаболические пути могут адаптироваться для утилизации токсичных углеводородов.
• Активность таких архей в природных резервуарах делает остаточную нефть более вязкой и снижает её миграцию, что важно как для нефтяной промышленности, так и для объяснения редкости естественных нефтяных просачиваний.

Исследование проведено учёными из MARUM и Института морской микробиологии Макса Планка (Бремен) и опубликовано в Nature Microbiology.