Вирусы заставляют бактерии производить розовые пигменты

Растения используют определённые цветовые пигменты для преобразования света в энергию посредством фотосинтеза. Они позволяют растениям собирать световую энергию. Это работает схожим образом и для микробов, например, цианобактерий. Биологи из Университета Кайзерслаутерна с коллегой из Израиля продемонстрировали, что очень большое количество вирусов способно вносить вклад в производство пигментов. Вирусы вносят генетический материал в бактерии, что позволяет последним производить розовые пигменты. Исследование опубликовано в журнале Environmental Microbiology.

Цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и другие океанические бактерии, подобно растениям, способны с помощью солнечного света превращать углекислый газ и воду в углеводы и кислород. «Они используют светособирающие комплексы для захвата энергии света, — говорит профессор микробиологии Николь Франкенберг-Динкель. — Эти комплексы состоят из белков и цветовых пигментов». Последние также ответственны за характерную окраску. Например, у растений это зелёный пигмент хлорофилл, у цианобактерий — синий пигмент фикоцианобилин и розовый пигмент фикоэритробилин.

«Синтез этих пигментов уже хорошо изучен, — добавляет микробиолог. — До сих пор исследователи могли продемонстрировать их наличие только в организмах, выделяющих кислород в процессе фотосинтеза». Помимо этой формы классического фотосинтеза, осуществляемого растениями и цианобактериями, существуют и другие варианты, не выделяющие кислород.

Биологи из Кайзерслаутерна совместно с израильским коллегой-биоинформатиком Одедом Бежей (Технион) исследовали, насколько распространён синтез пигментов в определённых морских регионах. В центре их работы был биосинтез розового пигмента фикоэритробилина. «Генетическая информация для синтеза розового пигмента широко распространена во всех океанах мира», — говорит профессор. Здесь исследователи сделали важное открытие: эта информация широко распространена в вирусах. «Вирусы несут генетическую информацию, которую можно использовать для производства розовых пигментов», — объясняет Франкенберг-Динкель. Вирусы вносят эту генетическую информацию в бактериальные клетки, что позволяет тем синтезировать розовый пигмент. «Новым является то, что с помощью биоинформатических анализов мы можем определить тип вирусов, несущих эту генетическую информацию, — продолжает Франкенберг-Динкель. — Мы смогли показать, что вирусы, скорее всего, воздействуют на те микробы, для которых мы ещё не знаем, какую цель выполняет пигмент».

Для своего исследования Франкенберг-Динкель и её команда проанализировали наборы данных, полученные из метагеномных баз данных. «Они содержат всю генетическую информацию всех организмов, которую мы обычно извлекаем, например, во время полевой экспедиции в море, — объясняет исследователь. — Эта техника позволяет нам получить детальное представление об экосистеме без необходимости исследовать её на месте».