Раскрыта тайна живучести глубоководного одноклеточного

Биологи из корейского исследовательского института океана и морских технологий (MOERI) при поддержке коллег из Японии и России изучили одноклеточный организм Thermococcus onnurineus. Учёным удалось найти ответ на давний вопрос: как это существо выживает в суровых условиях "чёрных курильщиков".

Гидротермальные источники на дне океанов – типичная среда природного обитания для T. onnurineus. Геном этого существа корейские специалисты расшифровали в 2008 году (статья в Journal of Bacteriology) (фото DLR).

Организмам необходима энергия в форме нуклеотида АТФ (аденозинтрифосфат), получаемого в окислительно-восстановительных реакциях. Хотя в анаэробных средах вполне распространено окисление формиата (formate) HCOO^- и воды в водород и бикарбонат, учёные долгое время считали эту реакцию недостаточно "сильной" для того, чтобы микроорганизмы могли синтезировать АТФ, по крайней мере, самостоятельно.

Только два года назад биологи из Нидерландов продемонстрировали, что бактерии видов Moorella и Desulfovibrio (на картинке) могут окислять формиат. В их статье в Applied And Enviromental Nicrobiology была, однако, существенная оговорка: для успешной реакции рядом должны находиться другие микробы, абсорбирующие выделяющийся водород. Теперь у этих бактерий найден собрат-индивидуалист (иллюстрация EMSL/Flickr.com).

Как показало новое исследование, при использовании формиата как единственного источника энергии, T. onnurineus легко выживает и без посторонней помощи. Этот гипертермофил (hyperthermophyle) обитает на глубине 1650 метров. Необычный метаболизм, согласно расчётам для температуры 80 градусов Цельсия, при окислении формиата даёт существу от 8 до 20 килоджоулей на моль.

Хотя у большинства животных на производство 1 моля АТФ расходуется около 70 кДж, упрощённый процесс T. onnurineus вполне способен обеспечивать синтез АТФ и с таким относительно небольшим количеством энергии. Другие представители рода Thermococcus также имеют относящиеся к такому синтезу гены. Способны ли и эти организмы на расщепление формиата покажут будущие исследования.

Статья учёных опубликована в Nature.