Микробиологи из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН выделили первых представителей древней линии архей, способных перерабатывать сложные сахара. Эти микроорганизмы, найденные в суровых условиях горячих и кислых источников Камчатки и Курильских островов, десятилетиями оставались частью так называемой «микробной темной материи» — огромного множества бактерий и архей, которые не поддавались выращиванию в лаборатории и изучались лишь по фрагментам их ДНК. Теперь ученым удалось не только получить чистые культуры, но и отнести их к совершенно новому порядку под названием Tardisphaerales, входящему в новый класс Tardisphaeria.
Один из видов получил название Tardisphaera miroshnichenkoae в честь выдающегося российского микробиолога Маргариты Мирошниченко. Второй вид назван Tardisphaera saccharovorans, что означает «пожирающий сахар», что точно отражает его уникальную способность. Эти мелкие, медленно растущие организмы являются строгими анаэробами, то есть живут в бескислородной среде, но при этом демонстрируют удивительную стойкость к кислороду.
Они обладают одной из самых мощных систем защиты от окислительного стресса среди всех известных термоацидофилов, что позволяет им процветать в условиях, где другие виды не выживают. Исследование метаболизма и полная расшифровка геномов показали, что эти археи кардинально отличаются от своих соседей по горячим источникам. В то время как другие микроорганизмы используют дыхание, новые археи запасают энергию исключительно за счет брожения сложных полисахаридов.
При этом их геномы оказались одними из самых маленьких среди всех свободноживущих организмов на Земле. Эта компактность сочетается с невероятной гибкостью метаболизма, что позволяет им экономно расходовать энергию и эффективно использовать доступные ресурсы в постоянно меняющихся условиях. Именно такая оптимизация, как полагают ученые, позволяет им успешно конкурировать с другими обитателями горячих источников, несмотря на низкий энергетический выход от брожения.
Геномы новых архей богаты генами, кодирующими ферменты, которые эффективно работают в условиях высокой температуры и кислотности. Эти устойчивые термозимы представляют собой ценный ресурс для биотехнологий. Они идеально подходят для использования в промышленных процессах, где требуются надежные биокатализаторы, например, в производстве биоразлагаемых материалов, кормов с улучшенной усвояемостью и в крахмальной промышленности, где стабильность при экстремальных условиях является решающим фактором эффективности.
Ранее ученые рассказали, что археи и бактерии образуют живую электрическую сеть и поглощают метан, один из самых мощных парниковых газов
