Одновременное аэробное и анаэробное дыхание у термофила из Йеллоустоуна бросает вызов научным нормам

Исследователи из Университета штата Монтана опубликовали в журнале Nature Communications статью, раскрывающую необычный механизм выживания бактерий в экстремальных условиях горячих источников Йеллоустоуна.

Докторант Лиза Келлер и её научный руководитель профессор Эрик Бойд изучили бактерии группы Aquificales, изолированные из горячего источника. Ранее было известно, что эти организмы могут расти, используя элементарную серу, водород и кислород.

Ключевое открытие заключается в том, что эти бактерии способны к одновременному аэробному и анаэробному дыханию — явлению, ранее не описанному.

• Традиционный взгляд: Клетки могут переключаться между аэробным (с использованием кислорода) и анаэробным (с использованием альтернативных акцепторов, например, серы) дыханием, но не осуществлять оба процесса одновременно.
• Наблюдение Келлер: В ходе экспериментов она обнаружила, что в культуре бактерий одновременно уменьшается количество кислорода (что указывает на его потребление, аэробный процесс) и увеличивается количество сульфида (продукта анаэробного дыхания с использованием серы).

«Нет другого объяснения, кроме того, что эти клетки дышат кислородом в то же самое время, когда они дышат элементарной серой», — заявила Лиза Келлер.

Это открытие меняет понимание того, как микроорганизмы выживают в динамичных средах с низким содержанием кислорода, таких как горячие источники. Многие организмы Йеллоустоуна являются древними формами жизни, что проливает свет на возможные механизмы адаптации к постепенной оксигенации Земли, начавшейся около 2,8 миллиарда лет назад.

«Это действительно интересно и порождает множество новых вопросов. Мы не знаем, насколько широко это распространено, но это открывает двери для множества исследований», — отметила Келлер.

Профессор Бойд охарактеризовал работу как «открытие, бросающее вызов парадигме», подчеркнув любознательность и тщательность Келлер как исследователя.