03.10.2013 | Наука

Микробы-экстремалы, чтобы выжить, обмениваются ДНК

Новое исследование показало, что микробы, обитающие в солёном озере Антарктиды, обменивались существенными частями генома для выживания в суровых условиях.

Одноклеточные организмы, называемые галоархеями (haloarchaea), любят соль и отличаются от бактерий, водорослей и других мелких существ, процветающих в экстремальных условиях.

Их холодный дом – озеро Глубокое, лежащее в холмах Вестфолда. Оно отделилось от океана более трёх тысяч лет назад, в результате чего в нём сохранилась океаническая вода, которая с испарением некоторого количества влаги стала настолько солёной, что не замерзает даже при температуре минус 20 градусов по Цельсию. Озеро находится на 50 метров ниже уровня моря.

Мало кто выживает в солёном озере кроме галоархей. В течение многих лет учёные изучают их, желая понять, что именно помогает им выживать в столь экстремальной среде. Если биологи разберутся в этом вопросе, то они смогут с большим знанием дела рассуждать о жизни на других планетах, а значит, и найти её.

Команда исследователей во главе с профессором Риком Кавиччьоли (Rick Cavicchioli), микробиологом из университета Нового Южного Уэльса в Австралии, взяла образцы воды с глубины 5, 13, 24 и 36 метров. Чтобы понять, как экстремофилы справляются с суровыми условиями существования, они исследовали геномы обнаруженных в воде микроорганизмов.

Учёные выяснили, что небольшая группа галоархей менялась огромными участками своей ДНК (до 35 тысяч нуклеотидов). Несмотря на то, что каждый вид имеет свою собственную нишу, например, питается только белками или только сахарами, представители нескольких видов получали выгоду от такого "сотрудничества".

"Эти микробы обмениваются друг с другом гораздо большим количеством генетического материала, чем любой другой организм в естественной среде. Обмен длинными участками практически идентичных ДНК происходит не только внутри разных видов, но и внутри родов, – рассказывает Кавиччьоли в пресс-релизе университета. – Несмотря на эти безудержные генетические замены, разные виды поддерживают друг друга и могут сосуществовать, ведь они эволюционировали, чтобы обжить различные ниши и потреблять разнообразную пищу".

Ещё одним последствием обитания в холоде стало замедленное размножение: исследователи обнаружили, что галоархеи из Глубокого озера размножаются всего шесть раз в год. Подобные им микроорганизмы обитают также в вечной мерзлоте, в грунте, который никогда не оттаивает, в ледниковом щите Антарктиды: изменившиеся бактерии могут найти себе дом где угодно.

Что касается практической стороны данного исследования, то профессор Кавиччьоли полагает, что "ферменты микробов, приспособившихся к условиям постоянного холода, могут иметь большое значение". Их высокая активность при низких температурах поможет сократить затраты на нагревание контейнеров с микроорганизмами, выполняющими те или иные "задания" человека.

Подробнее об исследовании рассказывает статья в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

По публикациям UkrNet