Новое исследование, проведенное исследователями Швейцарского федерального технологического института Цюриха (ETH Zurich) в сотрудничестве с экспертами из Института Сьенси-дель-Мар (ICM-CSIC), опубликованное в журнале Nature, выявило существование нового семейства морских бактерий, генетический потенциал которых, благодаря огромному количеству биосинтетические кластеры генов в их геномах (BGCS) могут привести к многочисленным биотехнологическим применениям.

Это семейство относится к типу Eremiobacterota, и до сих пор считалось, что оно существует только в наземных условиях. Однако, согласно опубликованной сейчас работе, эти бактерии также встречаются в океане. "В дополнение к тому, что они являются частью очень разнообразной бактериальной группы с точки зрения биосинтеза, эти бактерии повсеместно и в изобилии распространены в толще океанской воды", - объясняет Шиничи Сунагава, профессор Цюрихского технологического института и руководитель группы, которая руководила исследованием.

Лукас Паоли, исследователь ETH Zürich и первый автор исследования, подчеркивает, что "некоторые виды семейства могут составлять до 6% всех бактерий, присутствующих в определенных частях океана, что эквивалентно нескольким миллионам организмов на литр морской воды".

Это было выявлено в результате анализа более 1000 проб воды, собранных во время экспедиции Tara Oceans. В общей сложности исследовательская группа выявила более 7000 семейств кластеров биосинтетических генов — большинство из них ранее неизвестны — которые могут быть использованы для синтеза биохимических соединений и улучшения биотехнологических процессов, среди других применений.

"Эти результаты подчеркивают недостаток наших знаний о микроскопической жизни в океане. Только в последние годы, благодаря нескольким кампаниям по кругосветному плаванию по океану и использованию новых молекулярных методов, мы начали знать, какие организмы, какие гены и какой биотехнологический потенциал скрыты под кожей океана", - рассказывает исследователь ICM-CSIC Жозеп М. Газоль, который принимал участие в исследовании..

Наконец, исследователь ICM-CSIC Сильвия Гацинас, член команды, координирующей кампанию Tara Oceans, отмечает, что "благодаря интеграции тысяч микробных геномов из разных экспедиций стало возможным исследовать, какие микроорганизмы обладают большим генетическим потенциалом, который послужит для изучения новых биоактивных молекул."

По словам исследователя, "некоторые из них могут быть использованы в новых методах лечения, в то время как другие могут помочь улучшить определенные биотехнологические процессы и, как следствие, качество нашей жизни в будущем".

Микробы, особенно бактерии, чрезвычайно разнообразны в метаболическом отношении и в изобилии встречаются в каждом уголке природы. Однако подавляющее большинство из них еще не культивировалось и не изучалось в лаборатории, что делает их метаболическое разнообразие неизвестным.

В отсутствие культур научные группы прибегли к секвенированию микробиома, то есть к секвенированию всей ДНК, содержащейся в микробных сообществах этих морских образцов, с целью реконструкции геномов этих микроорганизмов с помощью биоинформатического анализа.

"Именно так мы смогли реконструировать 25 000 геномов морских микроорганизмов, которые вместе с еще 10 000 геномов, уже существовавших ранее, составляют самую большую базу данных этих сообществ во всем мире", - объясняет исследователь ICM-CSIC Пабло Санчес.

Будущие исследования будут сосредоточены на распределении и функционировании морских микроорганизмов, поскольку они могут играть критически важную роль в эволюции и адаптации океана к изменениям, которые претерпевает биосфера.

ИСТОЧНИК