​По меньшей мере три вида бактерий типа Firmicutes освоили новое необычное место обитания — жаркое, богатое углекислым газом и водородом «подземелье».

Сотрудники Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» и Томского государственного университета установили, что близкие к поверхности слои залежей древесного угля и битуминозного вещества в одном из открытых карьеров на Алтае населяют несколько видов бактерий, устойчивых к высокой температуре. Они получают энергию из углекислого газа и водорода, образующихся при спонтанных взрывах бурого угля. Научная статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Исследователи провели анализ фрагментов верхних 10 см почвы и битуминозного вещества, взятого в пяти разных точках одного из открытых карьеров для добычи бурого угля на Алтае 9 августа 2015 года. Все точки находились близко к фумаролам — горячим источникам водяного пара и сернистого газа. Биологи изучили минеральный состав полученных образцов, а также проверили содержание одного из типов РНК в них. Ученых интересовала в первую очередь небольшая рибосомальная РНК, которая при кручении в специальной центрифуге оседает на дно пробирок со скоростью 16 единиц Сведберга — 16S рРНК. По составу этой рРНК можно отличить один вид бактерий от другого.

В той смеси 16S рРНК, которую получили из почвы и битуминозного вещества карьера, обнаружились следы нескольких видов бактерий. Больше всего по количеству среди них было рРНК микроорганизмов трех видов: Candidatus Carbobacillus altaicus AL32, Brockia lithotrophica AL31 и Hydrogenibacillus schlegelii AL33. Все они относятся к типу фирмикуты (Firmicutes). В него же входят многие обитатели кишечника человека, а также патогенные бактерии, такие как золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), возбудитель столбняка (Clostridium tetani), сибирской язвы (Bacillus anthracis) и многие другие.

Все три обнаруженных вида способны получать энергию, окисляя молекулярный водород H2. Источник этого газа в карьерах — спонтанные подземные взрывы угля, когда углерод, из которого он состоит, бурно реагирует с водяным паром. B. lithotrophica AL31 и H. schlegelii AL33 — хемоавтотрофы. Они могут подобно растениям превращать углекислый газ, который тоже образуется при реакциях бурого угля, в органические соединения, только им для этого не нужен солнечный свет. Ca. Carbobacillus altaicus AL32 относится к гетеротрофам, то есть получает органические вещества в готовом виде и сам не в состоянии их производить. Ca. Carbobacillus altaicus AL32 и H. schlegelii AL33 нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности, а B. lithotrophica AL31 обходится без этого газа.

Главная общая черта живущих в верхних слоях почвы открытых буроугольных карьеров бактерий - устойчивость к очень высоким температурам, таким, при которых подавляющее большинство организмов буквально свариваются заживо. Ранее было известно, что они населяют геотермальные источники. Авторы работы предполагают, что эти бактерии оказались вблизи фумаролов среди угля и битума благодаря своим крайне устойчивым к внешним воздействиям спорам, способным распространяться на большие расстояния. Скорее всего, экосистема микроорганизмов, живущих за счет продуктов взрывов угля, еще весьма молода, и вероятно, что в будущем к трем преобладающим в ней фирмикутам добавятся и другие виды бактерий.

Похожие новости

  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    3226
  • 18/01/2019

    России есть что показать в сфере передовых технологий

    Представленный под занавес ушедшего года Центром макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования ежеквартальный аналитический обзор «Мониторинг и анализ технологического развития России и мира» дает панорамную итоговую за 2018 г.
    1306
  • 07/11/2018

    Практики ТПУ вошли в доклад CESAER о роли технических вузов в развитии инновационных экосистем

    ​Кейс с практиками Томского политехнического университета вошел в экспертный доклад о роли технических вузов в развитии инновационных экосистем Ассоциации ведущих европейских университетов в области инженерного образования и исследований CESAER.
    626
  • 03/09/2019

    Как натравить микробы на пластмассу

    ​Сразу несколько лабораторий в разных частях света бьются над созданием живых существ, способных поедать пластик. На кону два вопроса. Кто спасет нас от мусорного засилья — бактерии, грибы или черви? И кто первым добьется технологического прорыва? «Огонек» присмотрелся к шансам России в этой очищающей гонке.
    317
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    586
  • 27/06/2018

    Томский УМНИК поможет больным с рассеянным склерозом

    ​Победитель конкурса УМНИК Фонда содействия инновациям (Фонд Бортника), аспирант кафедры неврологии и нейрохирургии СибГМУ Анастасия Семкина, разрабатывает алгоритм реабилитации пациентов с рассеянным склерозом с использованием очков дополненной реальности и смартфона.
    809
  • 09/08/2016

    В ТПУ разрабатывают систему автоматического обнаружения сбоев в работе организма

    ​Молодой ученый Томского политехнического университета (ТПУ) работает над системой автоматического контроля состояния здоровья с помощью фитнес-трекеров. После обнаружения сбоя система будет самостоятельно запускать электромагнитную терапию, которая будет способствовать нормализации работы организма  Система, разрабатываемая экспертом Полигона инженерного предпринимательства ТПУ Иваном Зерниным, состоит из двух элементов: фитнес-трекера и физиотерапевтического браслета.
    1637
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    303
  • 26/06/2019

    Британские преподаватели и российские нефтяники оценили проекты студентов ТПУ по освоению месторождений

    ​Студенты уникальных магистерских программ, которые Томский политехнический университет реализует совместно с британским вузом Heriot-Watt, защитили свои групповые исследовательские проекты — в течение двух месяцев они работали над своими проектами по разработке нефтяных месторождений.
    518
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    458