Новый вид морских бактерий выделен из глубоководной холодной просачи

Исследователи выделили новый штамм морских бактерий с уникальными характеристиками со дна океана.

Исследование, опубликованное в качестве рецензированного препринта в eLife, описывается редакторами как важная работа, расширяющая понимание физиологических механизмов у глубоководных бактерий Planctomycetes. Оно выявило уникальные черты, такие как использование отличной почкующейся модели деления — это единственный известный вид в классе бактерий Phycisphaerae с таким механизмом.

Редакторы также отмечают, что работа предоставляет убедительные доказательства активного участия нового вида в ассимиляции азота и его сосуществования с хроническим вирусом (бактериофагом), который облегчает азотный метаболизм. Круговорот азота бактериями — важнейший процесс, высвобождающий азот для включения в нуклеиновые кислоты, аминокислоты и белки.

Для выделения новой бактерии команда взяла образцы осадка из глубоководной холодной просачи, где обитают Planctomycetes, и стимулировала их рост, добавляя в стандартную питательную среду антибиотик рифампицин и источники азота. Обогащённые бактерии культивировали на агаре, а отдельные колонии далее изучали с помощью генного секвенирования.

Среди бактерий был идентифицирован штамм ZRK32, который рос быстрее других и, вероятно, принадлежал к роду Poriferisphaera. Сравнение генетического сходства этого штамма с другими представителями рода показало, что он отличается от Poriferisphaera corsica — единственного другого вида с опубликованным валидным названием. Это указывает, что ZRK32 — новый вид, который команда предлагает назвать Poriferisphaera hetertotrophicis.

Изучение роста и размножения показало, что, в отличие от других Planctomycetes, Poriferisphaera hetertotrophicis лучше растёт на богатых питательными веществами средах и размножается почкованием, когда материнские клетки образуют выросты-почки, развивающиеся в дочерние клетки.

Поскольку семейство Planctomycetes играет важную роль в круговороте азота, команда проверила, характерно ли это для нового вида. Они изучили влияние различных азотсодержащих веществ — нитратов, аммиака и азотистой кислоты — на рост бактерии. Добавление азота в форме нитрата или аммиака стимулировало рост, а в форме нитрита — подавляло его.

Также было обнаружено, что добавление нитрата или аммиака вызывает высвобождение бактериофага — вируса, поражающего бактерии. Этот бактериофаг, названный phage-ZRK32, способен резко увеличивать рост Poriferisphaera hetertotrophicis и других морских бактерий, облегчая азотный метаболизм.

Хотя генетический анализ показал, что Poriferisphaera hetertotrophicis содержит все необходимые гены для метаболизма нитрата и аммиака, хроническая инфекция этим бактериофагом может помогать дополнительно оптимизировать азотный обмен.