Новый вид бактерий из гидротермального источника проливает свет на эволюцию микробов

Глубоководные гидротермальные источники — это горячие ключи на дне океана. Морская вода проникает в океаническую кору, нагревается и поднимается к поверхности дна, неся растворённые питательные вещества. Вокруг этих источников, вдали от солнечного света, существуют активные биологические сообщества. Здесь микробы играют роль первичных продуцентов за счёт хемосинтеза — аналогично роли растений на суше при фотосинтезе.

Исследователи из Университета Хоккайдо совместно с коллегами из Института океанологии Вудс-Хоул изучали микробное разнообразие в глубоководных гидротермальных средах Восточно-Тихоокеанского поднятия, культивируя микробы. Они выделили новый штамм кампилобактерий из тёплого источника "Crab Spa" и назвали его Hydrogenimonas cancrithermarum в честь места обнаружения. Результаты опубликованы в журнале International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.

"Хемолитоавтотрофные виды класса Campylobacteria (также известного как Epsilonproteobacteria) признаны экологически важной бактериальной группой у гидротермальных источников, вносящей вклад в первичную продукцию", — объясняет доцент Саяка Мино, первый автор статьи.

"С другой стороны, некоторые представители этого класса, например, Helicobacter, Arcobacter и Campylobacter, также хорошо известны как патогены человека и животных".

Hydrogenimonas известен как термофильный (приспособленный к высоким температурам) род, наиболее близкий к мезофильным и патогенным родам в классе Campylobacteria. Однако до сих пор в этом роде было описано только два вида. Данное исследование показало, что новый штамм представляет собой первую мезофильную (приспособленную к умеренным температурам) и окисляющую серу бактерию в этом роде, расширяя физиологические и метаболические характеристики рода.

"Обнаружение мезофильного вида Hydrogenimonas было неожиданным. Этот штамм, вероятно, даёт нам возможность исследовать их эволюционный переход от термофильного к мезофильному и от автотрофного (способного создавать органические соединения) к гетеротрофному (потребляющему автотрофы для получения органических соединений) образу жизни", — говорит Мино.

Далее они провели всестороннее сравнительное исследование геномов Campylobacteria и обнаружили, что гены, ответственные за путь фосфотрансацетилаза-ацетаткиназа (Pta-AckA), как правило, консервативны между Hydrogenimonas и мезофильными видами, которые впоследствии отделились от Hydrogenimonas, независимо от их метаболизма и патогенности.

"Было показано, что путь Pta-AckA у патогенного вида Campylobacter играет важную роль в колонизации хозяев. Хотя мы ещё не понимаем его конкретную роль в роде Hydrogenimonas, приобретение этих генов могло стать ключевым событием, позволившим им диверсифицироваться от глубоководных источников к другим средам", — говорит доктор Стефан Сиверт.

"В настоящее время исследования микробного разнообразия в значительной степени опираются на независимые от культивирования метагеномные подходы, которые производят огромные массивы данных, — говорит Мино. — Однако жизненно важно помнить о значимости культивирования, как показало выделение нового штамма, который заметно отличается от других представителей рода Hydrogenimonas".

Исследователи продолжат усилия по обнаружению новых культивируемых видов, чтобы внести вклад в понимание разнообразия Campylobacteria.