Неуловимая бактерия, способная выжить на Марсе, "сдалась" томским учёным

Микробиологи Томского госуниверситета первыми в мире выделили из глубинных подземных вод бактерию вида Desulforudis audaxviator. В переводе с латыни её название означает "смелый путешественник".

За этой бактерией давно охотятся учёные из разных стран. Такой интерес объясняется тем, что микроорганизм получает энергию в условиях полного отсутствия света и кислорода. Теоретически это делает возможным его выживание, к примеру, на Марсе.

"О существовании бактерии D. audaxviator, живущей глубоко под землёй, стало известно более десяти лет назад. Её генетический след нашли американские учёные. Они обнаружили ДНК микроорганизма в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке. Отбор проб производился на глубине от полутора до трёх километров, где нет ни света, ни кислорода. Ещё не так давно считалось, что жизнь в этих условиях невозможна, поскольку без света нет фотосинтеза, лежащего в основе всех пищевых цепочек. Но оказалось, что данное предположение ошибочно", – рассказывает в пресс-релизе заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологий БИ ТГУ Ольга Карначук.

Кстати, исследователи из США также установили, что "смелые путешественники" обитают под землёй в гордом одиночестве: кроме их ДНК других генетических следов в пробах не было найдено.

Когда об удивительной бактерии стало известно научному сообществу, микробиологи из разных стран открыли на неё охоту. ДНК микроорганизмов были найдены в пробах воды в Финляндии и в США, но "поймать" саму бактерию никому не удавалось. Одно из предположений, объясняющих неудачи, заключалось в том, что бактерия делится раз в тысячу лет.

Однако российским исследователям всё же удалось "познакомиться" с D. audaxviator лично. Бактерию нашли в подземных водах термального источника в Верхнекетском районе Томской области. В поисках "путешественника" учёным помог наработанный ранее практический опыт по выделению сложных сульфатредуцирующих бактерий.

Специалисты поясняют, что микроорганизмы, входящие в эту разнородную группу прокариотов, – одни из самых древних на планете. Их отличает способность получать энергию в отсутствие кислорода за счёт потребления сульфатов и окисления водорода или простых органических соединений. Среди сульфатредуцирующих бактерий есть термофильные микроорганизмы, способные жить и размножаться при температуре от +50°С до +93°С.

В ходе последующей работы исследователи установили ряд любопытных фактов. Во-первых, оказалось, что бактерия D. audaxviator на самом деле делится не раз в тысячу лет, а раз в 28 часов, то есть практически ежедневно.

Во-вторых, выяснилось, что "смелый путешественник" практически всеядный: в лаборатории микробиологов бактерии охотно "ели" сахар, спирт и многие другие соединения. Однако, лучше всего, по словам исследователей, бактерия чувствует себя "на диете", то есть привычно питаясь водородом, от которого получает больше всего энергии. Также оказалось, что кислород, поначалу считавшийся губительным для подземного микроба, его не убивает.

В-третьих, учёные выявили у микроорганизмов структуры, которые, очевидно, помогают им странствовать по всему миру. Это мельчайшие внутриклеточные полости – газовые вакуоли, похожие на плавательный пузырь рыб.

Однако пути передвижения бактерии пока неизвестны. Подземные водоёмы, в которых была найдена ДНК микроорганизма, геологически никак не связаны. Поэтому пока гипотеза учёных заключается в том, что бактерия путешествует по воздуху, попадая с больших глубин в поверхностные открытые водоёмы, и переносится с мелкими частицами аэрозоля.

И, наконец, ещё один удивительный факт. Геном бактерии, найденной в Сибири, практически идентичен ДНК "путешественника" из Южной Африки.

"Так не должно быть, это загадка, которую мы пока не смоли разгадать, – признаётся Ольга Карначук. – Дело в том, что мутации присутствуют всегда. Даже когда одну и ту же бактерию культивируют в лаборатории, со временем появляются отличия в ДНК. В данном случае их нет. Почему – непонятно. Ответ на этот вопрос связан с какими-то фундаментальными основами существования живых клеток, которые пока не изучены, поэтому объяснение этого генетического сходства – дело будущего".

Также отметим, что название бактерии Desulforudis audaxviator – это отсылка к роману Жюля Верна "Путешествие к центру Земли". Его герой, профессор Лиденброк, расшифровывает латинскую надпись Descende, audax viator, et terrestre centrum attinges ("Спустись […], смелый путешественник, и достигни центра Земли").

Научная статья по итогам исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликована в издании ISME Journal.

Кстати, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о том, что микробов-экстремофилов, потенциально способных выжить на Марсе, учёные также находили в горячих источниках, в пустыне и в невероятно солёных водах.