Сотрудники Институтов общей генетики и физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук в сотрудничестве с американскими коллегами впервые смогли извлечь ДНК вулканических микробов. Эти микроорганизмы проникают в каменисто-песчаную почву, высвободить из которой их очень сложно.
Сначала специалисты извлекли общую ДНК микробного сообщества (метагеномную), а уже затем выделили из нее отдельные таксоны конкретных микробов. Для этого они гомогенизировали (привели в однородное состояние) образцы, выяснив, какой именно тип гомогенизатора необходим, чтобы добиться максимального выхода ДНК, и тем самым решили методологическую проблему всех исследований.
В работе использовались пробы фумарольных полей трех локаций: Эльбруса, вулкана Ушковский и Фудзиямы. Фумаролы — это трещины вулканической поверхности, в которых и живут микробы-экстремалы. Только такие смельчаки способны выжить «и во льду, и в пламени».
На Фудзияме найдены термофильные организмы Thermus, хотя те образцы находились в замерзшем состоянии. Это открывает факт того, что термофилы способны сохраняться в ледяных формах (хотя их жизнеспособность еще предстоит проверить). Однако там не оказалось ни одного архея, присутствующего в других образцах: на вулкане Ушковский они — основной представитель.
На Эльбрусе же живут бактерии из родов Acidobacteria, Proteobacteria и Chloroflexi, археи Crenarchaeota и почвенные бактерии Verrucomicrobium и Planctomycetes. А также метанотроф Methylocapsa, которого нет в других образцах, и бактерия Udaeobacter, способная «фиксировать» водород, а значит, и влиять на его глобальный цикл. Это и приводит к размышлениям о влиянии крохотных вулканических жителей на общие биохимические процессы и климат.
«Такое исследование даст информацию о депонировании и эмиссии газов, в частности, метана, который вносит вклад в углеродный баланс. Возможно, это поможет предсказать направления дальнейшего изменения климата. Но чтобы делать более глобальные выводы, нужно полногеномное секвенирование и более точная метаболическая реконструкция, и мы над ней работаем», — говорит одна из участниц исследования, кандидат биологических наук Мария Тутукина.