Вредоносные водоросли подавляют конкурентов, манипулируя средой

Цианобактерия Microcystis aeruginosa, угрожающая пресноводным экосистемам и токсичная для позвоночных, обеспечивает своё доминирование, подавляя рост водорослей-конкурентов. Она выделяет химические вещества, которые лишают их жизненно важного витамина.

Исследование Корнеллского университета показало, как M. aeruginosa манипулирует средой, чтобы захватить водную толщу, вызывая вредоносное цветение воды в озёрах жарким летом.

Механизм подавления:

• M. aeruginosa производит и выделяет химические вещества — антивитамины, имитирующие тиамин (витамин B₁).
• Другие виды водорослей, некоторые из которых не могут синтезировать собственный тиамин, поглощают эти вещества из воды, не отличая их от настоящего витамина.
• Внутри клетки-хозяина антивитамины имитируют B₁ и ингибируют тиамин-зависимые ферменты, необходимые для роста.
• При этом у M. aeruginosa есть специализированный фермент биосинтеза тиамина, делающий её устойчивой к собственным антивитаминам.

Контекст проблемы:

• Частота вредоносного цветения растёт, но причины не до конца ясны. Гипотезы связывают это со стоком с водосборов, несущим загрязнения и макроэлементы (фосфор, азот).
• Цветение происходит даже в очень чистых озёрах, например, в Сканиателес (регион Фингер-Лейкс, Нью-Йорк).
• M. aeruginosa также производит токсины, опасные для позвоночных (например, для собак).

Методы исследования:

• С помощью количественной ПЦР (qPCR) были идентифицированы гены, предположительно участвующие в производстве антивитаминов.
• Соавторы из Университета штата Орегон подтвердили наличие антивитамина бациметрина в окружающей среде и его повышенный уровень во время цветения M. aeruginosa.