Biologer fra Irkutsk State University studerte sammen med kolleger fra University of North Florida (USA) metabolismen til Baikal actinobacteria, store mikroorganismer som er i stand til å syntetisere biologisk aktive stoffer. Det viste seg at de mangler gener for enzymene som er vanlige for denne gruppen, som er ansvarlige for produksjon av antibiotika. Dette betyr at disse mikroorganismene kjemper mot mikrober ved hjelp av andre proteiner og muligens forbindelser som fremdeles er ukjente for vitenskapen. Artikkelen ble publisert i akvatisk mikrobiell økologi. Dette arbeidet ble støttet av et tilskudd fra Russian Science Foundation.
Actinobacteria er en klasse bakterier av stor størrelse og komplekse former som har muligheten til å ødelegge giftige forbindelser som forurenser miljøet. De er produsenter av sekundære metabolske produkter som de ikke trenger for vekst og utvikling, men utfører noen andre funksjoner. Blant disse forbindelsene er vekstfaktorer som stimulerer forskjellige cellulære prosesser og feromoner for "kjemisk kommunikasjon". Mennesket bruker egenskapen til disse stoffene for å undertrykke veksten av sykdomsfremkallende bakterier og sopp, og bruker dem i medisin. I dette arbeidet studerte forskere dannelsen av sekundære metabolske produkter i 24 stammer av actinobacteria isolert fra avsetningene i Lake Baikal. Forskere har sammenlignet det med prosesser i marine og ferskvannsorganismer.
”Tidligere forskning har belyst økologien og geografiske distribusjonsmønstrene til aktinobakterier fra terrestriske og marine økosystemer. Representanter for denne klassen fra ferskvannssedimenter er imidlertid fortsatt utilstrekkelig studert, sier Maxim Timofeev, prosjektleder for et tilskudd fra Russian Science Foundation, Doctor of Bological Sciences, direktør for Research Institute of Biology ved Irkutsk State University. Det ble hentet prøver fra bunnen av innsjøen på 200 meters dyp. For å oppnå kolonier av aktinobakterier ble sedimentene plassert på et næringsmedium, noe som gjorde det mulig å undertrykke veksten av andre mikroorganismer. Tre dager senere ble DNA isolert fra koloniene, og ved bruk av molekylære metoder bestemte de om det var gener som var spesifikke for aktinobakterier - på denne måten kan du sørge for at bakteriene som er nødvendige for studien har vokst. I dette tilfellet, og i selve eksperimentet, ble DNA-kjedene "multiplisert"fordi i selve cellen er det for lite materiale for analyse, og kunstig kopiering av molekylet løser problemet.
Forskere har lagt merke til gener som er assosiert med syntesen av biologisk aktive forbindelser. De fant at de isolerte stammene av Baikal actinobacteria mangler genene til FAD-avhengige halogenaser. Disse enzymene bruker energien som er lagret i FAD og er ansvarlig for å feste seg til forskjellige halogenmolekyler som klor og brom. Som et resultat oppnås antibiotika som tetracykliner, kloramfenikol og andre. De fleste av halogenasene finnes i marine mikroorganismer. At de er fraværende i Baikal actinobacteria, vitner om deres tilpasningsevne til livet i vann med lavt saltinnhold. Samtidig ble biologisk aktivitet observert i 75% av stammene av actinobacteria isolert under studien. Dette betyr at det manifesterte seg på bekostning av andre enzymer.
Vanlige aktinobakterier kan innlemme halogenatomer i de kjemiske molekylene de syntetiserer. Mangelen på denne evnen i Baikal actinobacteria er deres unike forskjell, som snakker om den lange utviklingen av disse artene i et ultrafrisk miljø. Særegenhetene ved Baikal actinobacteria gjør det mulig for oss å snakke om deres betydelige potensiale for fremstilling av antibiotika og naturlige forbindelser som er ukjent for vitenskapen, sier Maxim Timofeev.
Forfatter: Alexey Paevsky
