Немецкие и нидерландские ученые обнаружили микроорганизм, который способен превращать длинноцепочечные алканы в составе нефти в метан в анаэробных условиях (без доступа кислорода), сообщается в mBio. Архея, получившая название Methanoliparia, встречается в океанических нефтяных месторождениях по всему миру и может играть важную роль в образовании газа из длинноцепочечных углеводородов.
Бактерии, археи и некоторые грибы способны перерабатывать такие соединения, которые животные не могут использовать (а если и могут, то чаще всего за счет микроорганизмов-симбионтов). В частности, некоторые прокариоты (организмы без ядра) могут разлагать алканы с двумя и более атомами углерода до метана, молекула которого содержит всего один атом углерода. Но чаще всего для этого требуется кислород, то есть аэробные условия.
Тем не менее, существуют микроорганизмы, которые в состоянии разрушать алканы анаэробно. Некоторые из них разлагают бутан — алкан с четырьмя атомами углерода в молекуле. Следы их деятельности хорошо заметны во многих точках, где под морским дном расположены залежи нефти. Исследователи из Института морской микробиологии Общества Макса Планка, Центра исследования экологии моря MARUM и Вагенингенского университета под руководством Гюнтера Вегенера (Gunter Wegener), которые тремя годами ранее открыли анаэробное окисление бутана, отправили аппараты для сбора проб к местам выхода нефти в Мексиканском заливе на глубине около трех километров.
Аппараты подняли некоторое количество нефти, в которой биологи проанализировали метагеном — совокупность ДНК, которая находится в конкретном образце окружающей среды. Ученые искали гены ферментов, которые делают возможным окисление алканов, и определяли, какие еще гены ассоциированы с ними, чтобы выявить систематическое положение микроорганизмов — окислителей нефти.
Выяснилось, что таких организмов несколько — как минимум три. Двое из них, археи Argoarchaeum и Syntrophoarchaeum, вступают в симбиоз с бактериями, чтобы перерабатывать этан и короткоцепочечные алканы. Третий, Methanoliparia, расщепляет длинноцепочечные алканы, по-видимому, без участия других микроорганизмов. Судя по имеющимся у него генам соответствующих ферментов, он делает это анаэробно: происходит реакция диспропорционирования, на выходе образуются метан и углекислый газ.
Анализ ДНК-библиотек показал, что Methanoliparia широко распространена по всему миру и ее гены находили пока только в местах скопления нефти. Вероятно, этот микроорганизм играет важную роль в получении газа из нефти в океанах. Пока Methanoliparia не удалось вырастить в лаборатории, однако это типичная ситуация: далеко не все микроорганизмы поддаются культивации, а чистые культуры одной разновидности архей, например, удалось получить и вовсе через 12 лет работы.
Первый автор исследования, Рафаэль Ласо-Перез (Rafael Laso-Pérez), отмечает, что культивирование Methanoliparia — одна из важнейших задач коллектива. Изучение клеток (а не только генома) этого организма позволит выявить ряд особенностей его физиологии, в частности понять, можно ли обратить процесс превращения нефти в метан и углекислый газ. Если это окажется возможным, проблема увеличения концентрации парниковых газов будет частично решена, так как метан и углекислый газ — одни из наиболее распространенных членов данной группы.
Археи — удивительная группа прокариот. Ее представители способны жить в самых суровых и необычных условиях от экстремально горячих гидротермальных источников до антарктических льдов. Свежие данные показывают, что клетки ряда асгардархей обладают множеством выростов и цитоскелетом. Данные признаки считают отличительными чертами эукариот. Это свидетельство в пользу гипотезы, что основой первой эукариотической клетки была архея, которая охватила своими выростами несколько предков митохондрий, тем самым оградив их от внешней среды и создав систему внутриклеточных полостей (это еще одна уникальная для эукариот черта).
Светлана Ястребова
Почему теперь мы сможем жить дольше
Не все люди доживают даже до ста лет, хотя для человека это не предел — и до конца неизвестно, есть ли он вообще. Однако некоторые ученые считают, что современная медицина способна не просто увеличить среднюю продолжительность жизни, а значительно продлить срок службы организма. В книге «Взломать старение: Почему теперь мы сможем жить дольше» (издательство «Альпина Паблишер») биофизик Петр Федичев рассказывает, почему в XXI веке у нас появился шанс на успех в борьбе со старением. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным тому, как смерть Франклина Рузвельта положила начало эпохе больших медицинских данных и продемонстрировала важность профилактики болезней.