Сибирские биологи исследуют древние микроорганизмы, не похожие на современные
Недавно в журнале Gene вышла статья, где описывается сообщество микроорганизмов возрастом более трёх миллионов лет, найденное в вечной мерзлоте заповедника Мамонтова гора (Якутия). Оно оказалось непохожим ни на какое другое из описанных ранее.
© Medicimage / Globallookpress.com
Один из соавторов работы, руководитель ЦКП «Геномика» Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Марсель Расимович Кабилов прокомментировал находки и рассказал, таят ли они опасность.
Участники интеграционного проекта из Москвы, Новосибирска, Тюмени и США (его идеологом выступил заведующий кафедрой геокриологии геологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова доктор геолого-минералогических наук Анатолий Викторович Брушков) установили, что на Мамонтовой горе, в толще древней мерзлоты высотой около 60 метров и возрастом примерно 3,5 млн лет в замороженном виде сохранилось множество разнообразных микроорганизмов. Определением их таксономической принадлежности занялись исследователи ЦКП «Геномика» ИХБФМ СО РАН.
«Из образца выделяется ДНК, затем с помощью полимеразной цепной реакции проводится амплификация (процесс образования дополнительных копий участков хромосомной ДНК. — Прим. ред.) определенного гена. Нам нужен участок гена 16S рибосомальной РНК.
Он очень консервативный, и, зная его последовательность, можно ответить, к какому виду или роду принадлежит тот или иной микроорганизм, — рассказывает Марсель Кабилов. — Присланный нам образец представлял собой своеобразный микс из микроорганизмов, которые в большинстве своем и сейчас встречаются в воде и почве. Однако структура сообщества оказалась не похожей на описанные ранее, и небольшую часть последовательностей было проблемно идентифицировать.
Так появились подозрения, что, возможно, это новые виды бактерий».
Консервативный ген — это участок генома, который в процессе эволюции очень мало меняется, даже за миллионы лет, поскольку любые мутации в нем сказываются на жизнеспособности».
В статье учёные поднимают вопрос о взаимодействии микроорганизмов из оттаявших пород с современными собратьями вследствие потепления климата Земли.
В чём потенциальная опасность? С одной стороны, она может таиться в самих новых микроорганизмах, а с другой — в мире бактерий широко распространен так называемый горизонтальный перенос генов, когда одна бактерия передаёт свои свойства другой, даже той, которая относится к иному виду.
Такой обмен происходит почти всегда и везде, и мы на него никак повлиять не можем. Совершенно непонятно, какие свойства древние микроорганизмы могут передать современным, и может ли это как-то отразиться на людях.
Если условия для бактерий становятся неблагоприятными, например, слишком сухими или холодными, то некоторые из этих микроорганизмов способны переходить в форму спор и в таком виде храниться очень долго. Когда же климат меняется, им не составляет труда «выйти из спячки».
Впрочем, как отмечает Марсель Кабилов, проблема не столько в опасности древних бактерий (для них миллионы лет — не такой уж и большой срок, вряд ли они успели измениться слишком сильно), сколько в том, что процесс их распространения на обширных территориях России невозможно контролировать. Так, в конце июля 2016-го из-за аномально теплой температуры на Ямале оттаяли могильники с сибирской язвой, и более двух тысяч оленей погибли в результате этого заболевания.
Также от инфекции пострадали несколько человек, одного из которых не удалось спасти.
В ЦКП «Геномика» ИХБФМ СО РАН проводится метагеномный анализ различных образцов с помощью современных высокопроизводительных секвенаторов. «В год таких анализов мы делаем более 500, материал нам привозят со всей страны — от Дальнего Востока до Санкт-Петербурга. Метагеномика позволяет сказать, какие бактерии там содержатся и даже в какой пропорции, — говорит исследователь. — В образцах встречаются не только бактерии, но и водоросли, грибы, другие организмы.
В принципе, подобная работа может проводиться и для них».
Недавно учёные начали сотрудничество со специалистами из Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН по изучению аэрозолей атмосферы в Новосибирской области.
Планируется, что химики будут отвечать на вопросы, связанные с содержанием органических соединений, а биологи проанализируют, какие именно бактерии, грибы, растения и другие организмы «плавают» в воздухе нашего мегаполиса.
Источник: Диана Хомякова www.sbras.info
