Учёные из Томского государственного университета и Пущинского института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН описали новый вид микроорганизмов – архей. Их нашли в пробах воды из скважины у посёлка Парабель на севере Томской области. Об этом сообщили в пресс-службе ТГУ.
Микроорганизм обитает на глубине почти трёх километров в условиях полного отсутствия света и кислорода, в горячей воде, и активно вырабатывает метан — один из наиболее мощных парниковых газов.
Впервые археи были обнаружены благодаря метагеномному анализу, который показал, что четверть микробного сообщества в такой воде составляют археи рода Methanothermobacter. На основании метагенома биоинформатики восстановили геном, который оказался принадлежащим к ранее неизвестному виду. Ближайший описанный родственник этого вида имеет сходство лишь на 92,66%.
Однако «обнаружение» генома в образце — это одно, а получение живого микроорганизма — совсем другое. Чтобы выделить чистую культуру, учёным пришлось ждать 12 месяцев, пока при температуре 55°C в пробирке не начал выделяться метан. Затем последовала серия пересевов с антибиотиками для удаления «соседей». Полученный штамм получил название К4Т. Сравнение его генома с предварительно реконструированным показало совпадение на 99,96%, что подтвердило: выращенный микроорганизм действительно является доминирующим обитателем глубинной воды, а не случайным «пассажиром».
Микробиологи ТГУ назвали новый вид Methanothermobacter tomskensis в честь Томской области, где он был найден. Архея питается водородом и углекислым газом, поднимающимися из земных недр, и выделяет метан. Учёные измерили скорость этого процесса с помощью радиоактивной метки и выяснили, что она составляет 5,45±0,528 нмоль метана на литр в сутки.
Изотопный анализ метана показал, что половина его в пробе имеет биологическое происхождение, а другая половина — глубинная, поднимающаяся из земных недр. Это означает, что под нами, на нескольких километрах глубины, функционирует живой метановый реактор. Он огромен — фактически это Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью около трёх миллионов квадратных километров. Этот «реактор» является неучтённым источником выбросов метана. Хотя не весь произведённый метан попадает в атмосферу, вклад невидимых подземных обитателей в углеродный цикл планеты весьма значителен.
«Первые данные об архее были получены с помощью метагеномного анализа, который показал, что четверть микробного сообщества (25,54%) в этой воде приходится на архей рода Methanothermobacter, – рассказывает руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук. – На основе метагенома биоинформатики из ФИЦ «Биотехнологии» РАН реконструировали геном (MAG) 3P-20-051, и стало понятно, что он принадлежит к неизвестному ранее виду. Ближайший описанный родственник – Methanothermobacter marburgensis – совпадает с ним лишь на 92,66% (ANI)».
Микробиологи ТГУ – признанные эксперты по глубинной биосфере. Одна из их находок – бактерия Desulforudis audaxviator, которую десять лет безуспешно искали исследователи из разных стран, но выделить смогли именно учёные ТГУ. Из других подземных скважин был выделен ещё один родственник – Desulfosceptrum tomskense. Американские учёные выдвинули гипотезу, что подобные бактерии могут жить под поверхностью Луны, где есть вода, водород и углекислый газ. Исследование поддержано РНФ и опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.
Томские учёные находят необычное и на глубине, и на поверхности. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», школьники поймали вьюна Никольского в озере Домашнее Кривошеинского района — эта точка оказалась самой северной в ареале теплолюбивого вида. Находка стала свидетельством изменения климата.