Метанопоглощающие «Борги» ассимилировали земные микробы
В новом исследовании, опубликованном на обложке журнала Nature, описаны необычные генетические элементы «Борги», обнаруженные в метанопоглощающих археях Methanoperedens. Эти элементы могут значительно усиливать метаболизм микроорганизмов, что потенциально важно для борьбы с изменением климата.
Открытие «Боргов»
Команда под руководством Джилл Бэнфилд из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли обнаружила в археях Methanoperedens, обитающих в почве, грунтовых водах и атмосфере, новые внехромосомные элементы (ECEs). В отличие от большинства плазмид, эти элементы линейны и очень длинны — до одной трети длины всего генома Methanoperedens.
В образцах из Калифорнии и Колорадо было найдено 19 различных элементов, названных «Боргами», поскольку их ДНК содержит гены, ассимилированные из многих организмов.
Роль в метаболизме метана
Анализ показал, что многие последовательности в «Боргах» схожи с генами метаболизма метана (CH4) в основном геноме Methanoperedens. Некоторые «Борги» даже кодируют весь необходимый клеточный механизм для самостоятельного потребления метана.
«Это создаёт условия для потребления метана, так сказать, на стероидах», — пояснил соавтор Кеннет Уильямс.
Учёные предполагают, что «Борги» могут быть остатками целых микробов, поглощённых Methanoperedens для усиления метаболизма, подобно тому, как клетки растений обрели хлоропласты.
Экологическое значение и перспективы
Methanoperedens играют важную роль в углеродном цикле, удаляя метан — мощный парниковый газ, который удерживает в 30 раз больше тепла, чем CO2 и отвечает примерно за 30% антропогенного глобального потепления.
«Борги», вероятно, служат хранилищем метаболических генов, необходимых в периоды высоких концентраций метана, которые колеблются в течение года. Это даёт микроорганизмам конкурентное преимущество.
Исследователи отмечают, что в будущем культивированные микроорганизмы, насыщенные «Боргами», потенциально можно будет использовать для сокращения выбросов метана. Сейчас команда изучает, как сезонные изменения в количестве «Боргов» коррелируют с выбросами метана в пойме реки Ист-Ривер в Колорадо.