Известняк как архив генетической информации о глубокой биосфере
Большая часть микробной биомассы Земли скрыта в недрах. По оценкам, микроорганизмы могут встречаться на глубине до пяти километров под континентальной поверхностью, колонизируя и твердые горные породы. Из-за труднодоступности этой глубокой биосферы о составе и роли этих микроорганизмов в биогеохимических циклах известно мало.
Исследовательская группа из Йенского университета имени Фридриха Шиллера, его кластера передового опыта Balance of the Microverse и других научных сетей обнаружила, что известняк служит архивом для микробной колонизации недр. Первые результаты исследования опубликованы в журнале Microbiome.
Адаптация методов для низкой биомассы
Ученые исследовали керны с глубины до 300 метров из Тюрингского бассейна, чтобы получить представление о биомассе в твердых породах и метаболическом статусе микробиомов. "Мы предположили, что высокое содержание кальция в известняке может сохранять ДНК микроорганизмов, подобно зубному камню у мумий или скелетов. Однако из-за низкой биомассы в породе существующие методы пришлось адаптировать", — говорит ведущий автор работы доктор Карл-Эрик Вегнер.
Для извлечения ДНК из образцов породы для метагеномного анализа исследователи адаптировали методы микробной археологии и палеогеномики. "Наша цель — расшифровать генетическую информацию микроорганизмов в камнях и классифицировать их таксономически и функционально", — поясняет профессор Кристина Вариннер.
Обнаружение генетических палеомов
В трех образцах породы удалось обнаружить генетическую информацию от прошлых микробных сообществ — так называемые палеомы. "Они дают нам информацию о том, какие метаболические функции играли роль, когда эти микроорганизмы были еще живы", — отмечает профессор Кирстен Кюзель, инициатор исследования.
Авторы делают вывод, что изучение известняка особенно перспективно, так как его свойства благоприятствуют долгосрочному сохранению генетической информации. "Определение возраста эндолитической ДНК — ключ к геомикробиологической истории недр", — заключает Кирстен Кюзель.