Biolozi s Državnog sveučilišta Irkutsk, zajedno s kolegama sa Sveučilišta Sjeverne Floride (SAD), proučavali su metabolizam Baikal aktinobakterija, velikih mikroorganizama koji su sposobni sintetizirati biološki aktivne tvari. Pokazalo se da im nedostaju geni za enzime uobičajene za ovu skupinu, koji su odgovorni za proizvodnju antibiotika. To znači da se ti mikroorganizmi bore protiv mikroba uz pomoć drugih proteina i, možda, spojeva koji su još uvijek nepoznati znanosti. Članak je objavljen u mikrobiologiji Aquatic. Ovaj je rad podržan stipendijom Ruske zaklade za znanost.
Aktinobakterije su klasa bakterija velike veličine i složenih oblika koje imaju sposobnost uništavanja otrovnih spojeva koji onečišćuju okoliš. Oni su proizvođači sekundarnih metaboličkih produkata koji im nisu potrebni za rast i razvoj, ali obavljaju neke druge funkcije. Među tim spojevima su faktori rasta koji stimuliraju različite stanične procese i feromone za "kemijsku komunikaciju". Čovjek koristi svojstvo tih tvari da suzbijaju rast patogenih bakterija i gljivica te ih koristi u medicini. U ovom su radu znanstvenici proučavali stvaranje sekundarnih metaboličkih produkata u 24 soja aktinobakterija izoliranih iz ležišta jezera Baikal. Znanstvenici su to uspoređivali s procesima u morskim i slatkovodnim organizmima.
„Prethodna su istraživanja istaknula ekološke i geografske obrasce aktinobakterija iz kopnenih i morskih ekosustava. Međutim, predstavnici ove klase iz slatkovodnih sedimenata još uvijek nisu dovoljno proučeni ", kaže Maxim Timofeev, voditelj projekta za potporu Ruske zaklade za znanost, doktor bioloških znanosti, direktor Istraživačkog instituta za biologiju Irkutskog državnog sveučilišta. Uzorci su prikupljeni s dna jezera na dubini od 200 metara. Da bi se dobile kolonije aktinobakterija, sedimenti su stavljeni na hranjivi medij, što je omogućilo suzbijanje rasta drugih mikroorganizama. Tri dana kasnije, DNA je izolirana iz kolonija i molekularnim metodama utvrđeno je postoje li geni specifični za aktinobakterije - na taj način možete osigurati da su bakterije potrebne za istraživanje porasle. U ovom slučaju i u samom eksperimentu DNK lanci su "umnoženi"jer u samoj stanici ima premalo materijala za analizu, a umjetno kopiranje molekule rješava problem.
Istraživači su obratili pozornost na gene koji su povezani sa sintezom biološki aktivnih spojeva. Otkrili su da izoliranim sojevima baikalnih aktinobakterija nedostaju geni od halogenaza ovisnih o FAD-u. Ovi enzimi koriste energiju pohranjenu u FAD-u i odgovorni su za vezanje za razne molekule halogena, kao što su klor i brom. Kao rezultat toga dobivaju se antibiotici poput tetraciklina, kloramfenikola i drugih. Većina halogenaza nalazi se u morskim mikroorganizmima. Činjenica da u Baikalu nisu prisutne aktinobakterije svjedoči o njihovoj prilagodljivosti životu u vodi s malim udjelom soli. Istodobno, opažena je biološka aktivnost u 75% sojeva aktinobakterija izoliranih tijekom ispitivanja. To znači da se manifestirala na štetu drugih enzima.
Uobičajene aktinobakterije mogu ugraditi atome halogena u kemijske molekule koje sintetiziraju. Nedostatak ove sposobnosti u bajkalnim aktinobakterijama je njihova jedinstvena razlika, što govori o dugoj evoluciji ovih vrsta u ultra svježem okolišu. Osobitosti Baikal-aktinobakterija omogućuju nam da govorimo o njihovom značajnom potencijalu za proizvodnju antibiotika i prirodnih spojeva nepoznatih znanosti “, kaže Maxim Timofeev.
Autor: Aleksej Paevski