Ученые из Санкт‑Петербургского университета и Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии открыли два новых вида бактерий: Psychrobacillus syltrankelensis (обнаружен в почве у озера Сылтран‑Кель на Северном Кавказе) и Bacillus altaicus (выделен из почв Алтая). Как сообщила пресс-служба вуза порталу Наука Mail, в геномах обоих микроорганизмов есть гены для синтеза хозяйственно ценных соединений. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ опубликованы в научных журналах Microbiology Spectrum и International Journal of Molecular Sciences.
Род Psychrobacillus выделили из рода Bacillus лишь в 2010 году. Его представители встречаются в почве, ледниках, кишечнике животных, на растениях и даже в загрязненных нефтью экосистемах. Многие из них полезны для человека — например, могут разлагать нефть, помогать росту растений или вырабатывать биоэмульгаторы.
До этого исследования в международных базах данных было всего 54 генома бактерий рода Psychrobacillus, а на Кавказе их раньше вообще не находили. Открытие нового вида помогло лучше понять биоразнообразие региона и расширить представления об эволюции и экологии этого рода микроорганизмов.
Мы отобрали образец почвы в горах, прогрели его, чтобы уничтожить неспоровые формы жизни, и вырастили на питательной среде колонии интересующих нас бактерий. После этого выделили и всесторонне охарактеризовали новый организм. Работа показала, что эта бактерия лучше всего растет при температуре 30°C, слабокислой среде и низком содержании соли — то есть она не является холодолюбивой, в отличие от многих своих родственников.
Под микроскопом оказалось, что бактерия окрашивается в розовый цвет (как грамотрицательная), хотя относится к группе, где большинство видов фиолетовые (грамположительные). Споры у нее не обнаружили, но часть клеток выжила после нагрева до 80°C.
Чтобы полностью описать бактерию, ученые расшифровали ее геном. Сравнение показало: сходство с ближайшим родственником (P. glaciei) — всего 84,3%, а для одного вида нужно выше 95%. Это подтвердило, что открыт новый вид — его назвали Psychrobacillus syltrankelensis в честь озера, возле которого бактерию нашли.
Еще у новой бактерии оказался уникальный химический состав мембраны: больше половины жирных кислот — типа C14:1, чего нет у других известных видов. С помощью искусственного интеллекта ученые также выявили в ее геноме гены для синтеза вещества, похожего на противоопухолевый препарат стрептозотоцин, и природного противогрибкового агента итурина.
Разрабатываемые под руководством Кирилла Антонца биоинформатические инструменты для функциональной аннотации геномов микроорганизмов, использующие, в том числе, методы ИИ, позволяют быстро и эффективно находить гены, ответственные за синтез перспективных соединений: антибиотиков, инсектицидов, фунгицидов, противоопухолевых веществ, что сокращает время и затраты на проведение исследований.
Научная группа при поддержке Российского научного фонда исследовала почвенные бактерии Алтая — малоизученного региона. Изначально найденный штамм приняли за Bacillus mycoides, но детальный анализ генома и биохимических свойств показал, что это новый вид — Bacillus altaicus.
Сравнение с 300 родственных штаммов выявило: у B. altaicus, как и у его кавказского «собрата», есть гены инсектицидных токсинов и природных антибиотиков — это делает бактерию перспективной для биотехнологий. Кроме того, она оказывает токсическое воздействие на раковые клетки поджелудочной железы, причем сила эффекта зависит от стадии роста бактерий.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские ученые научили бактерии превращать отходы рыбопереработки в биопластик и белок.
