Российские микробиологи обнаружили в горячих источниках Камчатки и Курильских островов неизвестные ранее микроорганизмы. Они оказались первыми представителями древней линии архей, специализирующихся на переработке сложных углеводов – полисахаридов. Об этом сообщили в Федеральном исследовательском центре Биотехнологии РАН.
Специалистам центра удалось выделить две чистые культуры – штаммы MP-3918 и АК-3817 – из группы архей, которая ранее не поддавалась культивированию в лабораторных условиях. Масштабные исследования, проведенные совместно с европейскими коллегами, показали, что эти организмы формируют отдельную эволюционную ветвь. На основе полученных данных были определены новый порядок Tardisphaerales и новый класс Tardisphaeria.
Обнаруженные археи – это мелкие, медленно растущие клетки неправильной шаровидной формы. Они приспособлены к жизни в экстремальных условиях – при высоких температурах и в кислой среде. Такие организмы относятся к группе умеренно термофильных и ацидофильных. Кроме того, они являются строгими анаэробами, то есть существуют в среде без доступа кислорода.
Комплексный анализ метаболизма и полная расшифровка геномов показали их существенное отличие от других известных термоацидофильных микроорганизмов. Новые археи получают энергию исключительно за счет брожения, а не дыхания, предпочитая в качестве питательных веществ сложные полисахариды.
Дальнейшие исследования показали, что представители порядка Tardisphaerales распространены в кислых экосистемах по всему миру, как в геотермальных, так и в более прохладных средах. В горячих кислых источниках Камчатки и Курил их доля может достигать 40% от всего микробного сообщества, что говорит об их важной роли в этих экосистемах.
Геномы новых архей оказались богаты генами, которые кодируют ферменты, способные эффективно расщеплять углеводы в условиях высокой температуры и кислотности. Это делает их ценным источником так называемых кислотоустойчивых термозимов – биокатализаторов, востребованных в промышленности благодаря своей стабильности и выносливости.
Подобные ферменты открывают новые перспективы для «зеленой» биотехнологии, производства кормов с улучшенной усвояемостью, а также для крахмальной промышленности. В этих отраслях стабильность при высокой температуре и низком pH является решающим фактором для эффективности технологических процессов.
