Как бактерии приспосабливаются к горячим кислым источникам? Может ли архея дышать сульфатом? И как микроорганизмы помогают ученым понять, сколько энергии вообще нужно клетке для жизни?

Евгений Фролов — заведующий лабораторией метаболизма экстремофильных прокариот ФИЦ Биотехнологии РАН. Собрали несколько интересных научных работ, подготовленных Евгением Фроловым и его коллегами, которые показывают, как из проб горячей воды вырастают открытия о фундаментальных принципах жизни.

🌋 Микробы горячих источников Камчатки

В горячих источниках Камчатки живут микроорганизмы, участвующие в круговороте серы. С помощью молекулярных методов, выращивания культур и радиоизотопных экспериментов исследователи выяснили, какие группы прокариот восстанавливают сульфат в источниках с разными температурой и кислотностью. Оказалось, что в наиболее горячих кислых водах эту роль, вероятно, выполняют археи рода Vulcanisaeta.

🧪 Бактерия, которой по душе кислота и жара

В геотермально нагретой почве кальдеры Узон на Камчатке обнаружили и описали новый вид бактерий — Thermodesulfobium acidiphilum. Она способна расти при температуре до 65 °C в кислой среде, используя сульфат в процессе получения энергии. Такие исследования помогают понять, насколько разнообразными могут быть стратегии выживания микроорганизмов.

🦠 Новый род бактерий из камчатского источника

Еще один обитатель горячих источников оказался настолько необычным, что ученым пришлось описать не только новый вид, но и новый род — Desulfothermobacter. Эти спорообразующие бактерии восстанавливают сульфат и способны существовать в кислой среде. Каждый такой организм расширяет представления о том, какие формы жизни могут скрываться в экстремальных местообитаниях.

🧬 Фермент, который оказался способен на большее

Рубиско — один из важнейших ферментов, участвующих в фиксации углекислого газа. Но его форму III долго связывали прежде всего с метаболизмом соединений нуклеотидного обмена. В этой работе авторы показали, что у бактерии Thermodesulfobium acidiphilum эта форма Рубиско участвует в необычном варианте пути фиксации CO₂. Открытие заставило по-новому взглянуть на метаболические возможности этого фермента.

🪨 Археи, которые восстанавливают сульфат

Восстановление сульфата хорошо известно у бактерий, а среди архей оно встречается гораздо реже. Исследователи подтвердили этот процесс у Candidatus Vulcanisaeta moutnovskia из горячих источников Камчатки и показали, что способность могла возникнуть у этой группы независимо от другой известной линии архей. Работа помогает восстановить эволюционную историю микробного обмена серы.

💧 В горячем источнике вода и осадок — два разных мира

В одном кислом источнике кальдеры Узон на Камчатке вода и донный осадок оказались домом для разных микробных сообществ. В воде преобладали микроорганизмы, способные получать энергию за счет неорганических веществ и фиксировать углерод, а в осадке обнаружили другие группы архей, в том числе малоизученные линии. Вывод прост: даже несколько сантиметров разницы в местообитании могут означать совершенно разные микробные экосистемы.

⚡️ Жизнь на минимуме энергии

Как мало энергии может хватать организму для существования? Чтобы приблизиться к ответу, ученые описали Aceticella autotrophica — первую известную строго автотрофную ацетогенную бактерию такого рода. Он
[...обрезано]