Biologii de la Universitatea de Stat din Irkutsk, împreună cu colegii de la Universitatea din Florida de Nord (SUA), au studiat metabolismul actinobacteriilor Baikal, microorganisme mari capabile să sintetizeze substanțe biologic active. S-a dovedit că le lipsesc genele pentru enzimele comune pentru acest grup, care sunt responsabile de producerea de antibiotice. Acest lucru înseamnă că aceste microorganisme combat microbii cu ajutorul altor proteine și, eventual, compuși care încă nu sunt cunoscuți pentru știință. Articolul a fost publicat în Ecologie microbiană acvatică. Această lucrare a fost susținută de o finanțare din partea fundației rusești pentru științe.
Actinobacteriile sunt o clasă de bacterii de dimensiuni mari și forme complexe, care au capacitatea de a distruge compuși toxici care poluează mediul înconjurător. Sunt producători de produse metabolice secundare de care nu au nevoie pentru creștere și dezvoltare, dar îndeplinesc unele alte funcții. Printre acești compuși se numără factori de creștere care stimulează diverse procese celulare și feromoni pentru „comunicarea chimică”. Omul folosește proprietatea acestor substanțe pentru a suprima creșterea bacteriilor și ciupercilor patogene și le folosește în medicină. În această lucrare, oamenii de știință au studiat formarea de produse metabolice secundare în 24 de tulpini de actinobacterii izolate din depozitele lacului Baikal. Oamenii de știință au comparat-o cu procesele din organismele marine și de apă dulce
„Cercetările anterioare au evidențiat modelele de ecologie și distribuție geografică a actinobacteriilor din ecosistemele terestre și marine. Cu toate acestea, reprezentanții acestei clase din sedimentele de apă dulce sunt încă insuficient studiați”, spune Maxim Timofeev, șeful proiectului în cadrul unei finanțări din partea Fundației pentru Științe din Rusia, doctor în științe biologice, director al Institutului de Cercetare în Biologie al Universității de Stat din Irkutsk. Probele au fost recuperate de pe fundul lacului la o adâncime de 200 de metri. Pentru a obține colonii de actinobacterii, sedimentele au fost plasate pe un mediu nutritiv, ceea ce a făcut posibilă suprimarea creșterii altor microorganisme. Trei zile mai târziu, ADN-ul a fost izolat de colonii și, folosind metode moleculare, s-a stabilit dacă există gene specifice pentru actinobacterii - în acest fel vă puteți asigura că bacteriile necesare pentru cercetare au crescut. În acest caz, și în experimentul în sine, lanțurile ADN au fost „înmulțite”deoarece în celula în sine există prea puțin material pentru analiză, iar copierea artificială a moleculei rezolvă problema.
Cercetătorii au acordat atenție genelor care sunt asociate cu sinteza compușilor activi biologic. Ei au descoperit că tulpinile izolate ale actinobacteriilor Baikal nu au genele halogenazelor dependente de FAD. Aceste enzime folosesc energia stocată în FAD și sunt responsabile de atașarea la diverse molecule de halogen, cum ar fi clorul și bromul. Drept urmare, se obțin antibiotice precum tetracicline, cloramfenicol și altele. Majoritatea halogenazelor se găsesc în microorganisme marine. Faptul că sunt absenți în actinobacteriile Baikalului atestă adaptabilitatea lor la viața în apă cu un conținut scăzut de sare. În același timp, activitatea biologică a fost observată la 75% din tulpinile de actinobacterii izolate în timpul studiului. Aceasta înseamnă că s-a manifestat în detrimentul altor enzime.
„Actinobacteria comună poate încorpora atomii de halogen în moleculele chimice pe care le sintetizează. Lipsa acestei abilități în actinobacteriile Baikal este diferența lor unică, care vorbește despre evoluția îndelungată a acestor specii într-un mediu ultrafresh. Particularitățile actinobacteriilor din Baikal ne permit să vorbim despre potențialul lor semnificativ pentru producerea de antibiotice și compuși naturali necunoscuți pentru știință”, spune Maxim Timofeev.
Autor: Alexey Paevsky
