Российские ученые нашли на дне Охотского моря необычный вид бактерий

Тихий океан, Охотское море. Донные осадки на глубине хранят не только нефть и газ, но и формы жизни, о существовании которых наука не подозревала. Тихоокеанский институт биоорганической химии имени Г. Б. Елякова ДВО РАН совместно со специалистами Национального научного центра морской биологии ДВО РАН выделил из осадков новый вид бактерий. Он получил название Marinovum sedimenti. Это всего второй известный представитель рода Marinovum.

В лаборатории выяснилось неожиданное: два штамма одного вида ведут себя совершенно по-разному. Первый — активно передвигается. На поверхности его клетки расположен один или два жгутика, которые вращаются и толкают бактерию вперёд. Второй — неподвижен. Жгутиков нет. Он не может перемещаться самостоятельно, только пассивно дрейфует в толще воды или лежит в осадке.

Генетический анализ показал причину различий. У подвижного штамма обнаружился внехромосомный участок ДНК — плазмида или геномный остров, — содержащий полный набор генов для сборки жгутиков. Сборка всех необходимых белков, их встраивание в клеточную мембрану, запуск вращательного механизма — весь сложнейший комплекс оказался упакован в один генетический кластер. У неподвижного штамма этого кластера не было. Во всём остальном их ДНК практически идентична.

Это редкий пример того, как сравнительно небольшая генетическая конструкция может кардинально изменить образ жизни организма. Неподвижная бактерия обречена на то место, куда её забросили течения и гравитация. Подвижная — способна искать пищу, избегать опасности, колонизировать новые территории. Разница между ними — наличие или отсутствие одного фрагмента ДНК, который когда-то, вероятно, был передан от другого микроорганизма через горизонтальный перенос генов.

Исследователи отмечают, что штаммы нового вида различаются не только подвижностью, но и предпочтениями по солёности, температуре и источникам питания. Marinovum sedimenti способен расти при температуре от 5 до 35 градусов Цельсия — широкий диапазон, позволяющий ему выживать в разных условиях. Но вопрос о том, как именно эти бактерии существуют в природе, остаётся открытым. Подвижный и неподвижный штаммы — два лица одного вида. Встречаются ли они вместе? Конкурируют ли? Или каждый занимает свою экологическую нишу?

Открытие расширяет представления о разнообразии микробной жизни в Мировом океане. Но главный вывод лежит за пределами бактериологии. Если одна небольшая генетическая вставка может превратить неподвижное существо в движущееся, то что ещё могут нести такие вставки? Гены устойчивости к антибиотикам, гены ферментов, расщепляющих пластик, гены, позволяющие выживать в кипятке или в кислоте.

Океан — огромный резервуар генетического обмена. И Marinovum sedimenti — лишь одно из доказательств того, как этот обмен перекраивает возможности живых существ. Какие ещё тайны скрывают донные осадки Охотского моря — остаётся только гадать. Пока не поднимут следующий образец. Пока не заглянут под микроскоп. Пока не найдут новый генетический кластер, который перевернёт очередное устоявшееся представление.