В термальных источниках Северного Кавказа нашли новый вид микроорганизмов

Белки термофильных микроорганизмов обладают уникальной способностью выполнять биологические функции при высоких температурах. Открытая в горячих источниках Кавказа бактерия получила имя Tenuifilum osseticum в честь Республики Северная Осетия — Алания.

Кармадонское ущелье — природная достопримечательность Северной Осетии. Здесь находятся многочисленные выходы термальных вод. К сожалению, у ущелья печальная слава. 20 сентября 2002 года с гор сошел ледник Колка. В результате погибли более 100 человек, в том числе съемочная группа Сергея Бодрова-младшего.

Источник: https://ru.wikipedia.org/

Из вод термального источника в Кармадонском ущелье в Северной Осетии микробиологи выделили до сих пор неизвестную палочкообразную бактерию. Ее назвали Tenuifilum osseticum, отметив место обитания и теплолюбивость. Палочки длиной 5-10 мкм и толщиной 0,13-0,2 мкм живут в диапазоне температур от +30°C до +55°C. В процессе жизнедеятельности они расщепляют белки, сахара и полисахариды на уксус (CH₃COOH), молекулярный водород (H₂) и углекислоту CO₂. Работа опубликована в рейтинговом журнале Systematic and Applied Microbiology.

Для обитающих в горячих источниках термофильных микроорганизмов характерна способность белков сохранять работоспособность при температурах выше +50°, на что не способны другие биополимеры. Ученым удалось использовать «теплолюбов» в научных и хозяйственных целях. Так, из бактерии Thermus aquaticus, обитающей в горячих источниках Йеллоустоуна, был выделен ценный фермент TAQ, широко применяемый при проведении медицинских анализов по методу ПЦР (полимеразная цепная реакция). С его помощью во время пандемии COVID-19 было проведено огромное количество тестов.

В то же время большинство микроорганизмов, обитающих в термальных водах в разных регионах мира, исследованы мало, в том числе из-за сложности забора проб и длительного сохранения микроорганизмов в комфортной для них температурной среде.

Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН внесли свой вклад в изучение термофильного микробного сообщества. Неспоровая палочка Tenuifilum osseticum обитает в пресных источниках при комфортной температуре +55ۜ°, но может расти и при +30-35°C в воде с коэффициентом солености до 4% (отметим, что для многих микроорганизмов некомфортен даже физиологический раствор с содержанием NaCl 0.9%).

Микроорганизм является анаэробом, в своем метаболизме он ориентируется не на кислородное дыхание, а на уксуснокислое брожение. Бактерия сбраживает глюкозу, мальтозу, крахмал, ксилан, ламинарин, а также более высокоорганизованные белковые соединения — пептон, желатин, казеин.

Ученые расшифровали геном Tenuifilum osseticum, найдя ряд генов, кодирующих вовлеченные в метаболизм ферменты. Авторам пока не удалось найти гены, ответственные за формирование микробных жгутиков — основных средств передвижения и захвата питательных компонентов.

Новая бактерия похожа на родственницу по имени Tenuifilum thalassicum. T.osseticum предпочитает более узкий диапазон температур, зато более устойчива к изменению солености среды. Последнее необычно, поскольку микроорганизмы были выделены из пресноводного источника (T.thalassicum живет в морских гидротермах).

Термофильная бактерия

Источник: https://www.newscientist.com/

В ближайшее время ученые планируют детально исследовать ферменты, выделяемые бактерией в процессе гидролиза сахаров и белков, а также сравнить новый вид с бактериями, обитающими в горячих источниках Камчатки.

В конце 2024 года в минеральной воде «Ессентуки» обнаружили вероятного родственника прототипического микроорганизма LUKA, который 3,5 миллиарда лет назад дал старт эволюции земной жизни.