5
Календарь конференций
  • 22 февраля – 11 апреля

    Открытые курсы для школьников (10-11 классы) «Обществознание. Основы Конституции. Права человека»

  • 10 марта – 30 апреля

    Универсиада "Ломоносов" по государственному управлению

  • 19 – 21 марта

    XXII Международная научная конференция "Россия и Запад: диалог культур"

  • 22 февраля – 11 апреля

    Открытые курсы для школьников (10-11 классы) «Обществознание. Основы Конституции. Права человека»

  • 13 – 17 апреля

    Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020»

  • 14 – 16 апреля

    Международная конференция «Современные образовательные траектории»

  • 22 – 24 апреля

    Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2020». Филиал МГУ имени М.В. Ломоносова в городе Севастополе

  • 24 – 27 апреля

    City Nature Challenge 2020: чемпионат мира по документации городского биоразнообразия

  • 10 марта – 30 апреля

    Универсиада "Ломоносов" по государственному управлению

  • 15 января – 30 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по инновационному природопользованию

  • 1 декабря – 30 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по журналистике «Медиапроект»

  • 15 декабря – 30 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по фундаментальной физико-химической инженерии

Все конференции
15/11/18

Новый род бактерий открыт в гиперсолёном содовом озере на Алтае

Природное мелководное гиперсолёное содовое озеро Горчина-3 (Кулундинская степь, Алтай), из которого был выделен штамм Омега
Природное мелководное гиперсолёное содовое озеро Горчина-3 (Кулундинская степь, Алтай), из которого был выделен штамм Омега

Сотрудники МГУ совместно с российскими коллегами выделили из гиперсолёного озера Кулундинской степи на Алтае новый штамм бактерий. Исследования штамма показали, что находка принадлежит к новому виду и роду. Учёные тщательно изучили морфологию, физиологию нового организма, который они назвали Cyclonatronum proteivorans, а также провели молекулярно-генетический анализ. Ценность открытой бактерии заключается в её способности производить энергопреобразующий белок, запасающий энергию света. Результаты исследования опубликованы 13 ноября в журнале Frontiers in Microbiology.

Бактерии-экстремофилы живут в условиях, малопригодных для жизни. Примерами среды их обитания могут быть термальные источники, где температура может превышать 80оС, глубокие льды Антарктики, где температуры значительно ниже нуля и почти нет света, а также гиперсолёные водоёмы, где концентрация солей близка к насыщающей. Это значительно выше, чем внутри клетки, и вызывает у неприспособленных организмов осмотический стресс и скорую гибель. Чтобы приспособиться к таким условиям, организмы приобретают специальный набор признаков. Так, обитатели льдов снабжены молекулами-криопротекторами, микроорганизмы, живущие близ термальных источников, — арсеналом белков теплового шока. 

Биологические молекулы, позволяющие микроорганизмам функционировать в экстремальных условиях, часто оказываются ценными в промышленности или фармакологии. Эта особенность микроорганизмов-экстремофилов с середины прошлого века привлекает исследователей со всего мира. Один из авторов исследования, российский биолог Дмитрий Сорокин — организатор и неизменный участник экспедиций в Алтайский край — отобрал микробиологические пробы из гиперсолёного озера Кулундинской степи. Из этих проб авторы исследования — отечественные биологи — вывели культуру бактерий, которая оказалась неизвестным науке родом и видом, принадлежащим глубокой филогенетической ветви в недавно описанном типе бактерий Balneolaeota. Новый вид учёные назвали Cyclonatronum proteivorans.

Чтобы получить чистую культуру бактерий, учёные в июле 2011 года отобрали микробиологические пробы с плёнки из отложений гиперсолёного озера. Далее последовала работа с клетками в лаборатории. Сначала учёные подготовили в колбах Эрленмейера среду, близкую по pH и содержанию солей к воде озера, откуда были отобраны пробы. Затем высеяли на этой среде бактерии и инкубировали их с соблюдением теплового и светового режимов, близких к природным. Культуру бактерий с подпиткой выдерживали два года, чтобы получить достаточный объём биомассы. В течение нескольких месяцев смешанная культура стабилизировалась, на ней выросло 2 вида галофильных (тяготеющих к засоленным местообитаниям) цианобактерий. Учёные идентифицировали их принадлежность к родам Geitlerinema и Nodosilinea.

Цианобактерии — организмы фототрофные, то есть для жизнедеятельности им необходимы лишь свет, вода и минимальный набор микро- и макроэлементов. В некоторых колбах вместе с цианобактериями вырастали гетеротрофные бактерии, использующие в качестве питания цианобактерии. Чтобы изолировать гетеротрофов и вывести чистую культуру, учёные подготовили специальную стерильную среду с экстрактом из клеток цианобактерий и посеяли на ней бактерии из колоний гетеротрофов. Спустя время на этой среде выросла чистая культура с причудливыми по форме клетками, образующими завитки, полукруги и спирали.

Чтобы идентифицировать их, учёные использовали арсенал современных методов: морфологический, физиологический, молекулярный и генетический анализы. Сравнивая признаки этих бактерий с уже имеющимися в международных базах данных, учёные сделали вывод, что перед ними неизвестный науке вид. По результатам молекулярно-генетического анализа, исследователи определили положение организма на систематическом древе, а именно на глубокой филогенетической ветви недавно открытого типа бактерий Balneolaeota. Сама бактерия оказалась представителем нового рода и вида, её назвали Cyclonatronum proteivorans.

«Весьма необычной является экологическая ниша новых представителей бактерий. Они выделены из стабильного сообщества с галоалкалифильными донными филаментными цианобактериями и являются их неотъемлемым гетеротрофным спутником, — прокомментировал один из авторов исследования, старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ Мария Мунтян. — В нашей группе Д.Ю. Сорокиным показано, что в зависимости от условий роста клетки обнаруживают удивительную морфологию: от длинных нитей до форм, напоминающих начертание греческой буквы омега, что стало основанием дать неформальное название организму — Омега».

В геноме штамма Омега исследователи обнаружили ген протеородопсина, образующего отдельную ветвь в семействе недавно открытых протеородопсинов, перекачивающих ионы натрия. Методика и тесты, разработанные В МГУ на базе отдела биоэнергетики НИИФХБ, подтвердили, что клетки штамма Омега осуществляют светозависимый экспорт натрия. Предположительно, физиологическая роль этого белка заключается в запасании энергии солнечного света в виде градиента ионов натрия на мембранах клетки, необходимой для процессов жизнедеятельности клетки.

«Ценность работы заключается в том, что обнаружен новый вид и новый род бактерий в уникальном, экстремальном по солёности и рН, местообитании — содовых озёрах. Новый организм является источником нового энергопреобразующего белка — натрийперекачивающего протеородопсина, образующего отдельную ветвь в семействе недавно открытых протеородопсинов, перекачивающих ионы натрия. В отличие от описанных недавно натриевых протеородопсинов, гомологичный белок из штамма Омега функционирует в экстремально алкалифильном организме (живущем при рН среды до 10) при экстремальной солености. Белок с энергетическими функциями при таких свойствах может представлять большую ценность в промышленности и в научной отрасли», — сделала заключение Мария Мунтян. 

Исследование проводило содружество российских биологов, работающих также в Институте микробиологии имени С.Н. Виноградского РАН (Москва), Дельфтском техническом университете (Нидерланды) и Балтийском федеральном университете имени Иммануила Канта (Калининград).