Экстремофилы выжили в марсианских условиях на Земле
Биологи обнаружили в соляных отложениях геотермальной зоны вулкана Даллол (одно из самых экстремальных мест на Земле) колонии ультрамалых бактерий. Это означает, что микробиологические формы жизни потенциально способны выжить в кислых и соленых средах Марса и других тел Солнечной системы, где есть гидротермальная активность. Статья опубликована в журнале Nature.
Изучение ограничений, которые экстремальная земная среда накладывает на возможность существования форм жизни, дает важную информацию для оценки возможной обитаемости различных тел в Солнечной системе и выбора мест для астробиологических межпланетных миссий. Кроме того, это позволяет оценивать и пригодность для жизни поверхность некоторых известных землеподобных экзопланет, где могут быть условия, близкие к наблюдаемым на Земле.
Вулкан Даллол и геотермальная зона вокруг него являются одним из самых жарких мест на Земле, среднегодовая температура от 36 до 38 градусов по Цельсию. Регион расположен в северной части впадины Данакиль, которая находится примерно в 125 метрах ниже уровня моря, на стыке трех литосферных плит. Взаимодействие эвапоритовых отложений и вулканических пород создает уникальную и сложную физическую и химическую среду в регионе. Вода в гидротермальных источниках представляет собой горячий (90-109 градусов Цельсия), крайне кислый (pH~0) и соленый раствор, цвета которого различаются в зависимости от типа растворенных металлов, концентрации которых высоки (например, содержание железа оценивается в 35,6 грамм на литр, а меди — 93 миллиграмма на литр). Комбинация таких параметров привела к созданию уникальной мультиэкстремальной среды, которая считается идеальным аналогом для изучения гидротермальных сред на Марсе, таких как кальдера Нили Патера в экваториальном регионе Большой Сырт и кратер Гусева, где работал марсоход «Спирит». Однако ранее в районе вулкана не проводилось биологических исследований.
Группа исследователей во главе с доктором Фелипе Гомесом (Felipe Gomez) из Астробиологического центра в Испании сообщает об обнаружении следов бактерий в пробах соляных отложений, взятых в геотермальной зоне Даллола, где температура воды составляла 90 градусов Цельсия, а значение pH находилось на уровне 0,25. Молекулярные исследования, включая электронно-микроскопический анализ образцов, и филогенетические анализы амплифицированных последовательностей рДНК выявили наличие ультрамалых микроорганизмов, связанных с отрядом Nanohaloarchaea, которые образовывали компактные плотные колонии.
Бактерии имеют форму, близкую к сферической, с диаметрами 50-500 нанометров, что в двадцать раз меньше, чем размер типичных бактерий. В некоторых случаях колонии микроорганизмов окружены игольчатыми кристаллами, что говорит о том, что нанобактерии могут играть активную роль в формировании солевых отложениях и геохимическом цикле в Даллоле.
Ранее мы рассказывали о том, как микробиологи нашли новый класс архей в сибирских содовых озерах, откуда на поверхности Международной космической станции появились бактерии и как в стиральных машинах были обнаружены «домашние экстремофилы».
Александр Войтюк
Проект получил название Unknome
Британские исследователи представили пополняемую и редактируемую пользователями базу данных белков, в которой они ранжируются по степени того, насколько мало о них известно. Проект призван обратить внимание на подобные белки и ускорить процесс их изучения. Публикация об этом появилась в журнале PLoS Biology. Как известно со времени прочтения человеческого генома, в нем закодировано примерно 20 тысяч белков. Применение протеомного и транскриптомного подхода в прошедшие после этого два десятилетия подтвердило, что большинство из них экспрессируются, и позволило выяснить назначение многих из них. Тем не менее, многие белки до сих пор остаются не охарактеризованными несмотря на то, что значительная их часть эволюционно консервативна и может выполнять критически важные функции. Во многом это связано с тем, что исследователи склонны фокусироваться на уже изученных белках, поскольку такие работы дают более предсказуемый результат. Чтобы систематизировать подход к идентификации и характеризации неизвестных белков, сотрудники Лаборатории молекулярной биологии британского Совета по медицинским исследованиям, Кембриджского и Оксфордского университетов под руководством Мэтью Фримена (Matthew Freeman) и Шона Манро (Sean Munro) создали и выложили в открытый доступ базу данных Unknome (буквально «незном», сокращенное от unknown genome — «неизвестный геном»). Она содержит ортологичные по базе PANTHER и собранные в кластеры последовательности белков человека и популярных модельных животных (таких, например, как кишечная палочка, дрозофила и мышь), взятые из базы UniProt. Им присваивается численная оценка «известности» (knownness) на основании аннотаций в проекте Gene Ontology (GO). Пользователи могут присваивать им свою оценку, исходя из имеющейся информации. Авторы работы оценили пригодность Unknome как основания для экспериментальной работы, выбрав с его помощью набор из 260 белков дрозофилы с неизвестными функциями (показатель известности 1,0 и менее), сохранившихся у людей. Нокдаун некоторых из этих генов с помощью РНК-интерференции приводил к утрате жизнеспособности. Функциональный скрининг остальных указал на участие некоторых в фертильности, развитии организма, передвижении, контроле качества синтезированных белков и устойчивости к стрессу. Выборочное выключение генов с использованием CRISPR/Cas9 определило два гена, отвечающих за мужскую фертильность, и компонент сигнального пути Notch, принимающего участив нейрогенезе, онкогенезе и связанного с различными неврологическими заболеваниями и пороками развития. Исследователи заключают, что тщательная оценка недостаточности знаний о функции гена и кодируемого им белка предоставляет ценный ресурс для поиска направлений биологических исследований и, возможно, стратегий их эффективного финансирования. Иногда на точность генетических баз данных могут влиять весьма неожиданные факторы. В материале «Наследили тут» можно почитать о том, как данные в одной из таких баз оказались испорчены неизвестными паразитами.