Изучение образа жизни микробов
Микробы повсюду: в организме человека они защищают от вредных бактерий и помогают переваривать пищу; в почвах — обеспечивают питательными веществами и способствуют росту растений. Они обитают даже в донных отложениях, где играют ключевую роль в подводной экосистеме.
Учёные ежегодно идентифицируют и характеризуют всё больше микробов с помощью технологий ДНК-секвенирования. Каждый новый секвенированный вид добавляется в микробное «древо жизни», создавая виртуальную перепись.
Оказалось, это непростая задача. По разным оценкам, количество существующих видов микробов варьируется от миллионов до триллионов.
Профессор Университета Делавэра Дженнифер Биддл и Роса Леон-Заяс, недавно завершившая там постдокторскую работу, описали новые детали о микробах Parcubacteria в статье, опубликованной в Environmental Microbiology.
Parcubacteria были обнаружены в образцах донных отложений, собранных Джеймсом Кэмероном в районе Бездны Челленджера Марианской впадины во время экспедиции Deepsea Challenge. Научным руководителем Леон-Заяс в докторантуре был Дуг Бартлетт из Института океанографии Скриппса, главный научный сотрудник той экспедиции.
С традиционными методами выращивания в чашках Петри учёные долгое время упускали огромную часть бактерий, теперь называемую Candidate Phyla Radiation (CPR). Parcubacteria — одна из групп CPR.
Ранее Parcubacteria наблюдались в грунтовых водах и мелководных отложениях на суше и детально изучались только в образцах из водоносного горизонта в Райфле, Колорадо. Образцы с дна впадины показали, что там также обитает множество различных видов Parcubacteria.
Леон-Заяс применила метод сортировки, чтобы отделить микробные клетки от частиц осадка для последующей амплификации и секвенирования их ДНК. Затем исследователи охарактеризовали индивидуальные микробные геномы. Наличие определённых генов позволяет предположить, чем бактерия занимается.
Геномное секвенирование показало, что глубоководные Parcubacteria имеют довольно простой метаболизм, но их геномы крупнее, чем у их наземных «родственников», и обладают дополнительными особенностями. В частности, эти особенности указывают на способность бактерий к анаэробному дыханию — использованию, например, нитратов вместо кислорода.
Также у них оказалось больше белков и ферментов, ассоциированных с холодными средами, что логично для холодного и тёмного дна Марианской впадины.
Хотя открытие добавляет новую ветвь на микробное древо, множество вопросов остаётся без ответа. Развитие технологий — от глубоководных аппаратов до сложных приборов вроде проточных цитометров — сыграло ключевую роль в прогрессе этой области.