Биологи из Иркутского государственного университета вместе с коллегами из Университета Северной Флориды (США) изучили обмен веществ байкальских актинобактерий — крупных микроорганизмов, способных синтезировать биологически активные вещества. Оказалось, что у них отсутствуют гены распространенных для этой группы ферментов, отвечающих за производство антибиотиков. Это значит, что эти микроорганизмы борются с микробами при помощи других белков и, возможно, пока неизвестных науке соединений. Статья опубликована в Aquatic microbial ecology. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.

Актинобактерии – класс бактерий больших размеров и сложных форм, обладающих способностью разрушать токсичные соединения, загрязняющие окружающую среду. Они – производители вторичных продуктов обмена веществ, которые не нужны им для роста и развития, но выполняют некоторые иные функции. Среди таких соединений – стимулирующие различные клеточные процессы факторы роста и феромоны для «химического общения». Человек же использует свойство этих веществ, чтобы подавлять рост патогенных бактерий и грибов, и применяет их в медицине. В этой работе ученые исследовали образование вторичных продуктов обмена веществ у 24 штаммов актинобактерий, выделенных из отложений Байкала. Ученые сравнили его с процессами у морских и пресноводных организмов.

«Предыдущие исследования освещают экологию и закономерности географического распространения актинобактерий из наземных и морских экосистем. Однако представители этого класса из пресноводных отложений по-прежнему недостаточно изучены», – считает руководитель проекта по гранту РНФ Максим Тимофеев, доктор биологических наук, директор НИИ биологии Иркутского государственного университета.

Образцы извлекли со дна озера на глубине 200 метров. Чтобы получить колонии актинобактерий, отложения поместили на питательную среду, которая позволила подавить рост остальных микроорганизмов. Спустя три дня из колоний выделили ДНК и при помощи молекулярных методов определили, есть ли специфичные для актинобактерий гены – так можно убедиться, что выросли необходимые для исследования бактерии. В этом случае и в самом эксперименте цепочки ДНК «размножали», потому что в самой клетке материала для анализа слишком мало, а искусственное копирование молекулы решает проблему.

Исследователи уделили внимание генам, которые связаны с синтезом биологически активных соединений. Они обнаружили, что у выделенных штаммов байкальских актинобактерий отсутствуют гены ФАД-зависимых галогеназ. Эти ферменты используют энергию, заключенную в ФАД, и отвечают за присоединение к различным молекулам галогенов, например хлора и брома. В результате получаются такие антибиотики, как тетрациклины, хлорамфеникол и прочие. Больше всего галогеназ у морских микроорганизмов. Тот факт, что их нет у байкальских актинобактерий, свидетельствует об их приспособленности к жизни в воде с низким содержанием солей. Вместе с тем биологическая активность наблюдалась у 75% выделенных в ходе исследования штаммов актинобактерий. А значит, она проявилась за счет других ферментов.

«Обычные актинобактерии могут включать атомы галогенов в состав химических молекул, которые они синтезируют. Отсутствие данной способности у байкальских актинобактерий является их уникальным отличием, говорящем о длительной эволюции этих видов в условиях ультрапресной среды. Особенности байкальских актинобактерий позволяют говорить об их значительном потенциале для производства неизвестных науке антибиотиков и природных соединений», – говорит Максим Тимофеев.

Источники

Russian and American scientists discover new microbe fighting mechanism in Baikal bacteria
TASS (tass.ru/en), 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Новости@Rambler.ru, 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Газета.Ru, 05/03/2020
Обмен веществ байкальских бактерий подсказал, что они могут хранить неизвестные науке антибиотики
Российский научный фонд (rscf.ru), 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
24ТОП.kz (24top.kz), 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
123ru.net, 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Russia24.pro, 05/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Иркутский государственный университет (isu.ru), 06/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Российский научный фонд (рнф.рф), 06/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Российский научный фонд (rscf.ru), 06/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Полит.ру, 06/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Newspotok.ru, 06/03/2020
"Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики"
Ivest.kz, 06/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Perm Daily (permdaily.ru), 06/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Newstes.ru, 06/03/2020
Байкальские бактерии производят неизвестный науке антибиотик
Ваш Город Ньюз (vashgorodnews.ru), 09/03/2020
Байкальские бактерии производят неизвестный науке антибиотик
Irkutsk.News, 09/03/2020
Байкальские бактерии производят неизвестный науке антибиотик
Seldon.News (news.myseldon.com), 09/03/2020
Байкальские бактерии производят неизвестный науке антибиотик
ИА Байкал 24, 09/03/2020
Ученые: байкальские бактерии могут хранить неизвестные антибиотики
Мои года (moi-goda.ru), 09/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Seldon.News (news.myseldon.com), 06/03/2020
Пресноводные бактерии со дна Байкала синтезируют неизвестные антибиотики
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 07/03/2020
Байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Индикатор (indicator.ru), 07/03/2020
Байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Seldon.News (news.myseldon.com), 07/03/2020
Байкальские бактерии могут хранить неизвестные науке антибиотики
Новости@Rambler.ru, 07/03/2020
Бактерии со дна Байкала вырабатывают пока неизвестные науке антибиотики
Зообизнес (zooinform.ru), 16/03/2020

Похожие новости

  • 25/10/2019

    Василий Ярных: благодаря РНФ наше направление науки развилось в России просто с нуля

    ​Недавно стало известно, что нейробиологи из Томска под руководством профессора Василия Ярных планируют использовать новый подход для исследования повреждений головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона.
    825
  • 25/07/2018

    ТюмГУ и Университет Северной Аризоны создадут совместную научную лабораторию

    ​В ТюмГУ побывала делегация из Университета Северной Аризоны (г. Флагстафф, США) во главе с заместителем проректора по глобальным инициативам Дэниелом Палмом.  По итогам переговоров с ректором ТюмГУ Валерием Фальковым была согласована разработка совместного исследовательского проекта по биобезопасности лесов, что включает в себя создание новой «зеркальной» научной лаборатории, академические стажировки в США магистрантов программы «Биобезопасность растений» нового института ТюмГУ – X-BIO и стажировки американских студентов в X-BIO, научное соруководство диссертациями аспирантов и, в перспективе, разработку программ двойных дипломов.
    845
  • 14/04/2017

    Российские ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

    ​Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов - белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов.
    1253
  • 23/11/2019

    Ученые из Тюмени участвуют в экспедициях сразу на трёх континентах

    Жарким выдался ноябрь для исследователей Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ. Экспедиции развернуты на трех континентах. Ведущий научный сотрудник акаролог Павел Климов и постдок X-BIO из Бразилии Альмир Пепато ведут поиск редкого семейства водяных клещей на юге Австралии, где клещи были известны ранее лишь по нескольким находкам в одной из рек.
    411
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    3460
  • 05/10/2018

    Бокоплав-кузнечик выживает в «горячей» воде за счет неверного жиросжигания

    Устойчивость к высокой температуре во многом зависит от способности обходиться без кислорода.​Ученые из Иркутского государственного университета, Белорусского государственного университета, Байкальского исследовательского центра, Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета узнали, как бокоплав-кузнечик Gammarus lacustris реагирует на постепенный рост температуры окружающей воды и какими биохимическими приспособлениями он пользуется, чтобы выжить.
    1567
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    1150
  • 07/11/2016

    Ученые исследовали байкальских рачков-амфипод

    ​Учёные из НИИ биологии Иркутского государственного университета совместно с коллегами из финского Университета Оулу впервые продемонстрировали возможность in-vivo (прижизненного) сканирования физиологического состояния живого организма в стрессовых условиях на примере эндемичных байкальских рачков-амфипод.
    2052
  • 23/08/2017

    Ученые и студенты со всего мира исследуют Байкал

    ​Студенты и ученые из России, Японии и Франции исследуют дно Байкала. Их находка поможет пополнить природные богатства еще на долгие годы. Здесь нет льдов, белых медведей и пингвинов, но для будущих исследователей Арктики Байкал - словно тренировочный полигон.
    2118
  • 08/08/2017

    Ученые установили, что древние жители Алтая выращивали гигантских овец

    Ученые из Алтайского государственного университета (АлтГУ) совместно со специалистами из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН подготовили и осуществили палеогенетические исследования костных останков овец, обнаруженных на юге Западной Сибири при раскопках археологических памятников, которые датируются с помощью радиоуглеродного метода второй половиной III – началом II тыс.
    2125