Новые ключевые игроки в цикле метана

Метан — не только мощный парниковый газ, но и источник энергии. Микроорганизмы используют его для метаболизма гораздо чаще и разнообразнее, чем считалось ранее, как показало исследование ученых из Института морской микробиологии Макса Планка и Университета Цзяо Тун в Шанхае, опубликованное в Nature Microbiology.

Ключевым ферментом как для производства, так и для потребления метана является метил-кофермент M-редуктаза (MCR). Долгое время считалось, что лишь немногие виды микробов могут преобразовывать метан.

Поиск в глобальных базах геномов

Ученые проанализировали глобальные геномные базы данных, целенаправленно ища гены, кодирующие ключевой фермент MCR, а не конкретные организмы.

Были обнаружены ранее неизвестные гены, несущие информацию для производства MCR. Эти последовательности можно разделить на три группы: одна включает известные гены, а две другие — совершенно новые.

Используя эти новые последовательности, исследователи собрали полные геномы из доступных данных. Результаты оказались неожиданными: собранные геномы полностью отличались от геномов известных метанотрофных микробов.

Важное открытие: MCR был найден у архей групп Archaeoglobi и из суперфилума TACK. Метаболические пути, связанные с метаном, ранее у этих организмов не предполагались.

Результаты показывают, что различные варианты метаболизма метана широко распространены среди архей, что указывает на их большую роль в глобальном углеродном балансе, чем считалось.

Новые виды и метаболические пути

Функции этих путей уточнены не полностью. Некоторые организмы, вероятно, производят метан, другие — окисляют его.

• Обнаружены, предположительно, первые археи, способные "дышать" метаном с сульфатом без бактерий-партнеров.
• Некоторые другие, судя по всему, потребляют не метан, а более тяжелые углеводороды.

Геномные данные дают лишь подсказки. Зачастую неизвестно, в каком направлении (синтез или разложение) организмы используют этот гибкий метаболический путь.

Следующий шаг: из базы данных в лабораторию

Чтобы точно понять функции обнаруженных организмов и проверить гипотезы, исследователи предпримут попытки их культивирования. Сложность в том, что эти организмы, вероятно, предпочитают среду горячих источников и глубоких подземных местообитаний. Эксперименты по культивированию начнутся с материала из таких мест.