Учёные открыли внутриклеточную биосилицификацию у прокариот

Биосилицификация — формирование биологических структур из кремнезёма (SiO₂) — широко распространена среди эукариот и играет ключевую роль в глобальных биогеохимических циклах.

Исследователи из Института геологии и геофизики КАН под руководством профессоров Ли Цзиньхуа и Пань Юнсиня обнаружили новый вид магнитотактических бактерий, которые образуют внутриклеточные аморфные кремнезёмные глобулы.

Это открытие демонстрирует внутриклеточно контролируемую силицификацию у прокариот и указывает на её ранее неизвестное влияние на биогеохимический цикл кремния в ранней истории Земли. Исследование опубликовано в Science Advances 13 мая.

• Объект открытия: Бактерия, обозначенная как штамм WYHC-5, была найдена в донных отложениях озера Вэйянху (Сиань, Китай). Она относится к глубокой ветви магнитотактических бактерий (MTB) филума Nitrospirae.
• Структуры: Помимо магнитосом из магнетита и серных включений, штамм WYHC-5 накапливает в клетках большое количество кремния в форме аморфных кремнезёмных глобул.
• Генетика: Метагеномный анализ выявил в геноме WYHC-5 наличие ключевого гена, предположительно участвующего в отложении кремнезёма.
• Распространённость: Внутриклеточные кремнезёмные глобулы также обнаружены у других штаммов MTB, относящихся к филуму Proteobacteria.
• Эффективность: Концентрация растворённого кремния (DSi) внутри клеток WYHC-5 примерно в 3500 раз выше, чем в окружающей воде в экспериментах, что указывает на высокоэффективный механизм.
• Историческое значение: Поскольку все современные MTB являются микроаэрофильными/анаэробными и обитают в разнообразных средах, они могли существовать в гипоксичных условиях архейского океана. Это позволяет предположить, что прокариоты, возможно, влияли на цикл кремния уже в ранней истории Земли, если биосилицификация у них имеет древнее происхождение.