Живые ископаемые под Томском: как 200-миллионная бактерия пережила динозавров
В подземных водах Томской, Кемеровской и Тюменской областей ученые обнаружили новый род бактерий Desulfosceptrumaceae, сохранившийся со времён Пангеи.
Под 400-метровым слоем палеогеновых отложений томские микробиологи выудили воду, которую не видело солнце 200 млн лет. В ней обитает Desulfosceptrum tomskiensis — ранее неизвестное семейство бактерий, геном которого не изменился со времён суперконтинента Пангея. Открытие обещает революцию в биотехнологиях и новые подходы к борьбе с устойчивостью к антибиотикам.
Находка ученых: бактерии в глуби Западной Сибири
Томский госуниверситет раннее начал программу «Глубинная Земля» для поиска нефтеокисляющих микроорганизмов. Буровые скважины под Севским и Стрежевым дали воду возрастом 50–220 млн лет. Исследователи фильтровали литры рассола, выращивали культуры в безкислородной среде и столкнулись с неизвестной сульфатредуцирующей формой. Впервые необычные споры в форме скипетра увидели в электронном микроскопе.
Также читайте: Открытие ученых: бактерии могут очистить Черное море от мазута
Что такое Desulfosceptrumaceae и как они выживают в кромешной тьме
Новое семейство относится к сульфатредуцирующим бактериям: они дышат не кислородом, а сульфат-ионами, превращая их в сероводород. Это позволяет существовать при 6–8 °C, давлении 180 атм и солёности 280 ‰ — в 8 раз соленее океана. Геном показал отсутствие плазмид и фагов, а также рекордно низкую часть ГЦ-связей, что делает ДНК сверхстабильной. Учёные считают, что именно «заморозка» мутаций и позволила микробу пережить три глобальных вымирания.
От Пангеи до антибиотикоустойчивости: чему учит древняя ДНК
Сопоставив 16S-РНК с известными базами, томские биологи обнаружили 32% уникальных генов. Часть из них кодирует белки-«насосы», выбрасывающие токсины и антибиотики. Это делает Desulfosceptrum tomskiensis невероятно устойчивым штаммом. Параллельное исследование румынских коллег в ледяной пещере Магура показало сходные механизмы у других древних бактерий. Значит, природа придумала универсальную защиту задолго до изобретения пенициллина.
Практика: как новый род поможет нефтяникам и медикам
- Биоремедиция. Бактерия «ест» углеводороды и одновременно выделяет сероводород, уменьшая вязкость нефти. Пилотные опыты «Томскнефти» подняли коэффициент извлечения на 4 %.
- Новые антибиотики. Уникальные белки-репарасы могут стать мишенью для синтетических ингибиторов, которые обойдут механизмы устойчивости современных супербактерий.
- Биоиндикатор. Появление Desulfosceptrumaceae в пресных артезианских скважинах сигнализирует о проникновении глубинных рассолов и возможном загрязнении углеводородами.
Что дальше: гонка за следующими «живыми ископаемыми»
Геном уже полностью секвенирован и выложен в международную базу GenBank под номером OP987643. Следующий этап — криоэлектронная томография клеточной стенки и протеомный аналис. Команда ТГУ планирует заглубиться до 1 км на юге Тюменской области, где вода может быть старше 300 млн лет. Если и там найдут «замороженные» микроорганизмы, Западная Сибирь станет мировой меккой изучения эволюции стойкости к антибиотикам. — Итог: под толщей сибирских нефтеносных пластов скрыта биологическая библиотека, которую человечество только начинает читать. Desulfosceptrum tomskiensis — первый том этой книги, и он уже обещает новые способы очистить нефтяные разливы и победить супербактерии.
Ранее на сайте «Пронедра» писали: Живые лекарства: как бактерии учатся искать и уничтожать опухоли
