Генетическое исследование проливает свет на «тощие и злые» микробные машины океанов
Планктонные бактерии, населяющие мировой океан, упростили свой генетический состав, превратившись в «тощие и злые» машины для выживания. К такому выводу пришло новое исследование международной команды учёных, включая микробиологов Университета Британской Колумбии.
Результаты, опубликованные на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, являются первым прямым доказательством широко распространённой редукции генома. Это процесс, при котором организмы эволюционируют, избавляясь от избыточных генов и признаков в пользу более простого, специализированного генетического состава, оптимизированного для быстрого роста.
«Микробы — доминирующая форма жизни на планете, составляющая огромную долю биомассы океанов, но мы почти ничего не знаем о том, как их популяции существуют, эволюционируют и взаимодействуют вне лаборатории», — говорит Стивен Холлам, микробиолог из Университета Британской Колумбии.
Исследование, основанное на секвенировании геномов одиночных клеток морских бактерий поверхностного слоя океана, выявило неожиданно высокую степень метаболической специализации.
«Эта тенденция к редукции генома имеет глубокие последствия для того, как микробные сообщества развивают метаболические взаимодействия, которые связывают потоки питательных веществ и энергии в океане. Это может быть вопросом выживания наиболее связанных», — отмечает Холлам.
Рамюнас Степанаускас, директор Центра геномики одиночных клеток Бигелоу и ведущий автор статьи, добавляет:
«Мы обнаружили, что природный бактериопланктон лишён "геномного балласта", такого как дупликации генов и некодирующие нуклеотиды, и использует более разнообразные источники энергии, чем считалось ранее».
Образцы планктонных бактерий были отобраны в заливе Мэн, Средиземном море, южной части Атлантического океана и других местах. Данные по образцам из северо-восточной субарктической части Тихого океана, собранные за шестилетний период между заливом Саанич и океанской станцией «Папа» вдоль трансекты «Линия P» Департамента рыболовства и океанов, предоставила команда Холлама.