Учёные определили ключевые факторы, помогающие микробам выживать в экстремальных условиях

Три новых исследования учёных из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) выявили ключевые факторы, которые помогают микроорганизмам выживать в суровых условиях.

Результаты, имеющие значение для биотехнологии и понимания жизни в экстремальных условиях, были опубликованы в журналах Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Astrobiology и International Journal of Astrobiology.

В недавней статье в PNAS учёные, включая профессора Шиладитью ДасСарму, исследовали белки микробов из чрезвычайно солёных сред. Поверхности этих белков обладают сверхотрицательным зарядом по сравнению со всеми другими организмами. Этот заряд позволяет белкам прочно связывать молекулы воды, чтобы оставаться в растворе и противостоять высокому уровню соли и сухости. Исследование сосредоточено на микроорганизме H. lacusprofundi (Hla) из антарктического озера Deep Lake.

Учёные выяснили, как белки этого микроба функционируют в двойных экстремальных условиях — высокой солёности и холода. Изучая фермент бета-галактозидазу, они обнаружили ключевые отличия от версий этого фермента у микробов из умеренных сред. Среди них — более рыхлая упаковка атомов и большая гибкость у ферментов, функционирующих в холоде.

Другое исследование, опубликованное в Astrobiology, расширяет работу, изучая роль ферментов в способности микроба выживать в присутствии токсичных солей, таких как перхлорат магния. Это исследование имеет значение для очистки токсичных сред, а также для поиска жизни на других планетах, например, на Марсе, где такие соли были обнаружены на поверхности.

Третье исследование, опубликованное в International Journal of Astrobiology, показало, что Hla и другие устойчивые микробы могут пережить путешествие в стратосферу, где условия (крайний холод, низкое содержание кислорода и высокий уровень ультрафиолетового излучения) схожи с марсианскими.

Эти исследования также имеют потенциал для применения в биотехнологии:

• Подход из статьи в PNAS может быть использован для создания ценных ферментов, работающих при низких температурах (например, для производства безлактозного молока).
• Работа, описанная в Astrobiology, может привести к разработке метода удаления перхлората — токсичного загрязнителя, используемого в ракетном топливе.