Новый вид дрожжей путешествовал по миру с помощью жуков
Исследователи из Национальной коллекции культур дрожжей (NCYC) в Институте исследований пищевых продуктов (IFR) идентифицировали новый вид дрожжей-«путешественников», обитающий на жуках, связанных с деревьями. Этот вид подчеркивает важность сохранения биоразнообразия, поскольку подобные дрожжи могут помочь в разработке возобновляемых источников топлива.
Сохранение биоразнообразия должно включать не только растения и животных, но и микробную жизнь. Угрозы средам обитания, например, из-за разведки нефти, могут навсегда уничтожить потенциальные решения глобальных проблем, заключенные в микробах. Дрожжи, известные своей ролью в пивоварении и хлебопечении, также могут сбраживать сахара из растительного материала в биотопливо. Однако этот процесс неэффективен, особенно при использовании отходов растительной биомассы, так как её структуры трудно расщепить.
Разные дрожжи используют разные типы сахаров, процветают в разных условиях и производят разнообразные продукты. Скрещивание штаммов с нужным набором характеристик может создать идеальные для производства биотоплива дрожжи. Но для их выявления необходимо изучать и сохранять биоразнообразие дрожжей.
NCYC, базирующаяся в Норвичском исследовательском парке, начала программу по скринингу своих 4000+ штаммов дрожжей для поиска наиболее перспективных для производства биотоплива.
Поиск дрожжевого биоразнообразия по всему миру привел к открытию совершенно нового вида — Wickerhamomyces arborarius. Он был впервые обнаружен на цветке в высокогорном облачном лесу Макипукуна на северо-западе Эквадора. Это результат долгосрочного сотрудничества NCYC с коллекцией дрожжей CLQCA в Эквадоре.
Геномный анализ эквадорского штамма не выявил известных совпадений. Со временем похожие штаммы были найдены:
- На ореховом дереве в удаленном горном районе Тайваня.
- На жуках-древоточцах, живущих на лавровых деревьях в Джорджии, США.
«Этот новый вид — настоящий космополит. Возможно, дрожжи возникли в Азии, а затем были завезены в США этими насекомыми», — сказал доктор Стив Джеймс.
Интересно, что один из американских штаммов был выделен из жука, поверхность которого была стерилизована. Это указывает, что дрожжи могут жить внутри насекомого, в его кишечнике. Эти жуки питаются древесиной и полагаются на микробную флору кишечника для переваривания её жесткой структуры — той самой, что содержится в отходах растительной биомассы.
Если эти дрожжи действительно являются симбионтами кишечника жуков, они должны быть устойчивы к некоторым продуктам распада древесины, которые ингибируют другие дрожжи, производящие биотопливо.
Команда NCYC теперь полностью характеризует этот новый вид и планирует проверить его свойства для биотехнологических применений.
«Нас очень интересует, как эти дрожжи развили толерантность к средам гниющей древесины, чтобы попытаться улучшить производственные штаммы. Это как раз та характеристика, которую вы бы добавили в «дизайнерские» дрожжи для производства биотоплива», — сказал куратор NCYC доктор Ян Робертс.
По консервативным оценкам, общее число видов дрожжей составляет 150 000, и пока обнаружено, возможно, только 1% от этого количества. Сотрудничество NCYC с Эквадором уже дало десятки новых, ещё не охарактеризованных дрожжей. Но если мы не сохраним эти среды обитания и их бесценное биоразнообразие, мы можем потерять этот шанс навсегда.