БУГАНЕТ

Дослідники з Північно-Східного університету секвенували геном давніх бактеріальних колоній із “живих каменів” Патагонії, що може пролити світло на походження організованого життя на нашій планеті. Ці унікальні мікробні утворення існують мільярди років, з часів, коли життя лише починало формуватися на Землі.

Вероніка Годой-Картер, доцент біології, виявила пурпурову бактерію серед стародавніх “живих каменів” Патагонії. Фото: Matthew Modoono/Northeastern University

Строматоліти Патагонії є одними з найдавніших прикладів організованого життя на планеті. “Насправді це маленькі гори з гігантських біоплівок, яким мільярди років. Буквально мільярди”, — пояснює Вероніка Годой-Картер, доцент кафедри біології та біохімії, яка очолила дослідження.

Давні форми життя в сучасному світі

Ці незвичайні утворення відомі серед місцевих жителів як “живі камені”. Насправді вони є строматолітами — скам’янілими бактеріальними біоплівками. Протягом століть мікробні колонії накопичувалися та кальцифікувалися, утворюючи структури, схожі на гірські породи.

Вік цих біоплівок вражає. Вони з’явилися задовго до людей і, можливо, навіть до появи багатоклітинного життя. Вчені вважають, що Землі приблизно 4,5 мільярди років, тож ці біоплівки існують майже від початку формування планети.

У 2018 році Годой-Картер організувала експедицію студентів і дослідників до Патагонії. Команда вирушила на пошуки унікальних бактерій серед цих древніх структур. Їм вдалося виявити яскраво забарвлену бактерію роду Janthinobacterium.

Фіолетове диво природи

Знайдені бактерії мають характерний фіолетовий колір. Цей пігмент, імовірно, захищає мікроорганізми від ультрафіолетового випромінювання сонця. Вчених вразила міцність біоплівки, яка могла діяти як кришка на пробірці, утримуючи рідину всередині.

“Бактерії — найдивовижніші організми на Землі. Вони можуть жити без нас, але ми не можемо жити без них”, — захоплено розповідає Годой-Картер. Дослідниця зізнається, що давно мріяла працювати з фіолетовими бактеріями.

Janthinobacterium також є екстремофілом. Ці мікроорганізми виживають навіть при впливі мінусових температур. Ця здатність адаптуватися до екстремальних умов робить їх особливо цікавими для вивчення.

“Вважається, що ці типи утворень, які створюють бактерії, є, по суті, першими живими клітинами, організованими клітинами на Землі”, — пояснює дослідниця.

Саме тому вивчення цих організмів може допомогти зрозуміти процеси зародження життя.

Перспективи для науки і технологій

Тепер, коли команда Годой-Картер успішно секвенувала геном Janthinobacterium, відкриваються нові можливості для досліджень. Результати роботи опубліковано в журналі Microbiology Resource Announcements. Вчені зможуть виокремити конкретні гени, що їх цікавлять.

Працювати з бактеріями, вилученими із природного середовища, досить складно. “Вони мають тенденцію змінюватися, замикатися в собі. Вони кажуть: ‘Ні, я не збираюся співпрацювати’”, — зазначає Годой-Картер.

Тому дослідники планують перенести важливі гени Janthinobacterium в інші, більш пристосовані до лабораторних умов бактерії. Такі бактерії-хазяї називають “шасі”, подібно до рами автомобіля, на яку можна встановити інші деталі.

Вчені бачать значний потенціал для практичного застосування своїх відкриттів.

“За допомогою біоплівок ми можемо створювати нові пластмаси, новий текстиль, можливо, ми зможемо створювати текстиль з пігментом, і, можливо, пігмент захищатиме від ультрафіолету”, — прогнозує Годой-Картер.

Студенти, які брали участь в експедиції, продовжили працювати з Janthinobacterium в лабораторії Північно-Східного університету. За словами Годой-Картер, вони відчувають гордість від усвідомлення, що роблять вагомий внесок у науку.