Некоторые бактерии, обитающие на нашей планете, способны выдерживать просто немыслимые с точки зрения человека температуры. Откуда такая живучесть? Уж не пришельцы ли они с других планет? И может ли человек заставить термофильные бактерии работать на себя? Доктор биологических наук Елизавета Бонч-Осмоловская рассказала об этом и многом другом в совместном проекте радиостанции "Вести ФМ" и портала "Полит.ру" "Наука 2.0".
Мы публикуем стенограмму передачи «Наука 2.0» – совместного проекта информационно-аналитического канала «Полит.ру» и радиостанции «Вести FM». Гость передачи – доктор биологических наук, заместитель директора, заведующая лабораторией гипертермофильных микробных сообществ Института микробиологии РАН им. С.Н. Виноградского Елизавета Бонч-Осмоловская. Услышать нас можно каждую субботу после 23:00 на волне 97,6 FM.
Анатолий Кузичев: В эфире совместный проект радиостанции «Вести FM» и портала «Полит.ру» - «Наука 2.0». От портала «Полит.ру» сегодня Борис Долгин, Дмитрий Ицкович отсутствует. А где он, Боря?
Борис Долгин: На международной книжной выставке в Иерусалиме, руководит стендом «Книги России».
А.К.: Ого! Тогда это вполне уважительная причина его отсутствия. Ведет программу Анатолий Кузичев, а наш гость сегодня Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская, доктор биологических наук, заместитель директора и заведующий лабораторией гипертермофильных микробных сообществ Института микробиологии им. Виноградского РАН. Здравствуйте, Елизавета Александровна.
Елизавета Бонч-Осмоловская: Здравствуйте.
А.К.: Мы так обозначили тему сегодняшней программы: «Что такое термофильные микроорганизмы?» Давайте сразу о терминах договоримся, а потом начнем о них подробно говорить.
Ел.Б-О.: Термофильные микроорганизмы – это такие микробы, бактерии, которые растут при высоких температурах, приняты условные рамки - от 50ºС и выше, тогда как обычные микробы растут при 20-30-40ºС. А верхний предел для них сейчас - где-то 120ºС. Но самое важное – это оптимум, температура при которой они лучше всего себя чувствуют. Она может быть где-то 60-70-80ºС, а те, у которых она выше 80ºС – это гипертермофилы.
А.К.: Это для них оптимум, при котором они хорошо себя чувствуют. И мы понимаем, что их даже нельзя выкипятить этих ваших гипертермофилов?
Ел.Б-О.: Да-да.
А.К.: А чем они так интересны, что целая лаборатория занимается их изучением? Кроме чисто научного интереса, что и такое бывает: какие удивительные существа - при 120ºС булькают, а не умирают. Есть какой-то прикладной интерес в этом?
Ел.Б-О.: Безусловно, есть. Н я сначала все-таки скажу о чисто научном, потому что помимо того, что они не умирают при 120ºС, они еще представляют очень древние линии жизни. Есть специальные способы определять, когда они возникли, ответвились от общей линии жизни: путем анализа определенных участков ДНК у микробов. Среди термофилов очень много таких, которые отделились очень-очень рано, особенно гипертермофильные археи.
Б.Д.: А это что-то может нам сказать о том, как были устроены ДНК в те времена, когда мы еще были едины?
А.К.: У какого-то праорганизма, от которого мы все отпочковались?
Ел.Б-О.: Да, не только ДНК, но и свойства, которые в этой ДНК кодируются, говорят о том, что это представители древних экосистем Земли, когда еще не было фотосинтеза и не было кислородной атмосферы. Жизнь в таких условиях развивалась совершенно иначе, чем сейчас. И, конечно же, все это экстраполируется на другие планеты, где тоже нет ни кислородной атмосферы, ни фотосинтеза, ничего. Так что это некая модель.
Б.Д.: То есть выдвигается гипотеза, что в принципе такие существа могли бы быть и там где…?
Ел.Б-О.: Да, да. И были, наверное, на Земле. Это одна причина интереса к ним. А вторая в том, что раз они выдерживают такие высокие температуры, значит у них совершенно другие белки. Вы ведь знаете, что когда мы варим яйцо и белок коагулирует, он меняет свой вид, свою консистенцию.
Б.Д.: Обычно это называют «сворачивается».
Ел.Б-О.: Да, сворачивается. Обычные белки этого не выдерживают.
А.К.: А почему у нас это называется яйцо в крутую. А можно так: Коагулированного белка подайте-ка мне на завтрак!
Ел.Б-О.: Я уж задумалась, правильно ли я слово сказала.
А.К.: Звучит красиво, значит, правильно.
Ел.Б-О.: У этих микробов белки и ДНК другие, но все же не совершенно другие: функции они выполняют те же самые.
А.К.: Слушайте, они другие, а вдруг они инопланетные? Это же очень модная тема.
Ел.Б-О.: Да, модная. Мало того, я даже все время попадаю в какие-то астробиологические общества. Совершенно случайно попадаю, сама туда не рвусь.
Б.Д.: Это предопределенно вашей специальностью. Раз уж вы занимаетесь такими, действительно чрезвычайными условиями жизни.
Ел.Б-О.: Да. Свойства их молекул, биомолекул вполне описываются обычными методами. Эти микроорганизмы, гипертермофилы были открыты совсем недавно, в 1980-е годы.
Б.Д.: То есть это молодая отрасль науки.
Ел.Б-О.: Да, хотя термофилы были известны еще в начале прошлого века.
Б.Д.: Все-таки горячие источники людям известны давно.
Ел.Б-О.: Да, но искать в них микробов пришло в голову только в 1970-е годы. И вот там-то и оказались особенные микробы. А те, которые были известны до этого, те же компосты, угольные отвалы, где температуры такие антропогенные - термальные местообитания, как это называется. А когда стали искать в источниках, там нашли микробов, которые растут и при более высоких температурах, представляют обособленные группы. Следующий прорыв был, когда нашли вулканы на дне океана. Точнее, не вулканы, а тоже горячие источники вулканического происхождения. И там, за счет очень большой глубины, высокого давления вода существует в перегретом состоянии, с температурой 300ºС.
Б.Д.: Известная нам цифра в 100ºС она при том давлении, которое является нормальным для нас здесь.
Ел.Б-О.: Да. А там, при высоком давлении эта вода остается в жидком состоянии при такой высокой температуре. По-моему, в 1984 году вышла сенсационная работа, в которой сообщалось, что микробы живут в этих источника при 250ºС. Это потом не подтвердилось, но стало мощным толчком, после которого все бросились это изучать.
Б.Д.: А теоретически возможно, что какие-то формы их могут существовать при 200ºС?
Ел.Б-О.: Теоретически считается, что возможно 150ºС.
А.К.: А из чего вы исходите, предполагая это? Из свойств белка?
Ел.Б-О.: Да, из свойств аминокислот. Но при этом существуют какие-то механизмы стабилизации, которые нам не известны.
А.К.: А давайте вернемся к знаменитой работе 1984 года. Для наших слушателей, которые ее не читали или читали, но забыли. Для них очень интересно ваше заявление, что там совершенно другие белки, совершенно другая структура этого микротельца. Я даже не говорю про эту попсовую, внеземную версию научно-популярную. Откуда взялись эти другие, как вы сказали иные свойства белков? Они здесь же воспитались и здесь же проросли своими другими свойствами?
Ел.Б-О.: Это вопрос: были ли первоначальные белки такими? Что тут первично, а что вторично.
Б.Д.: Или потом такими стали.
Ел.Б-О.: Да, или потом стали. Это адаптация. Я немножко не договорила. Когда все это выяснилось, мир навалился, это все на моей же памяти, стали все это быстро-быстро разбирать. И нашли очень много механизмов стабилизации – молекула этого белка гораздо более плотно упакована. Она прошита связями внутренними, которые ее держат и не позволяют ей распрямиться и развалиться при нагревании. И ДНК скручена в такую тугую спираль, а потом еще раз в спираль. В общем, эти механизмы есть.
Вы еще спросили про практическое применение. Оно тоже, конечно, было мощным стимулом к развитию этой области, потому что очень много нашлось применений. Это называется «термостабильные белки», «термостабильные ферменты». Было и совершенно революционное исследование - полимеразная цепная реакция. Не знаю, слышали вы или нет. Это способ в пробирке искусственно умножать, воспроизводить участок ДНК, получить его из одной молекулы ДНК (это две цепочки). Две цепочки расходятся, и фермент ДНК-полимераза наращивает на каждой этой половинке вторую - получается уже две. Потом они снова расходятся, и на каждой снова наращивается. Таким образом мы точную ДНК воспроизводим многократно, многократно, многократно и получаем ее уже, как это у нас называется, в препаративном количестве, когда с ней уже можно работать. А чтобы развести эти цепочки, их надо нагреть. Сначала эта полимеразная цепная реакция делалась так: развели, нагрели, развели, достроили, снова добавили фермента. Это было очень дорого и очень медленно. Но придумали, что если это будет фермент ДНК-полимераза, она есть в любом организме, потому что процесс удвоения ДНК – это естественный процесс размножения: клетка делится, она воспроизводит ДНК. Но у термофильных микроорганизмов она термостабильна, то есть можно нагревать - ДНК расходится, а фермент прекрасно себя чувствует и продолжает работать. И вот тут все это двинулось, двинулось, двинулось. Это используется сейчас абсолютно везде: в криминалистике, при медицинских анализах… Это используется везде, где нужно из небольшого количества ДНК получить большое количество для последующего определения уже последовательности.
А.К.: Вы знаете, какая есть еще очень модное, извините меня за это словечко - очень попсовое направление. Почему вы и оказываетесь вечно то в астробиологическом сообществе, то еще в каком-нибудь. На съезде уфологов.
Ел.Б-О.: Нет-нет, не была.
А.К.: Это я логически продолжаю, куда вас могут завести эти походы по астросообществам. Есть ведь еще военные, и это воспето в голливудских фильмах.
Б.Д.: В смысле - биологическое оружие?
А.К.: Нет, там цепочка очень простая: идут исследования в какой-то биологической лаборатории, потом туда приходят люди в масках, забирают гипертермофильную бактерию, и на камеру повернувшись, вполоборота, эффектно какой-нибудь злодей говорит: «Теперь мы знаем, какими свойствами должен обладать сверхсолдат, солдат будущего». Вот скажите, пожалуйста, это я все опять же в прикладном смысле. Вы так сказали вкусно, как этот белок «прошит» так хорошо, такой суровой ниткой, ух! Я себе представил он такой ладненький, весь такой крепенький. А его можно как-то к нам приложить, применить?
Б.Д.: Возможна ли такая организация белка у высших организмов?
Ел.Б-О.: Не могу себе представить, и не совсем понимаю, что вы имеете в виду. Сделать новое существо, с такими термостабильными свойствами?
А.К.: Нет, сделать мы ничего не можем. Возможны ли теоретически такие свойства белка у высших существ?
Ел.Б-О.: Нечто в этом роде делается, например, с помощью генной инженерии. Эти термостабильные белки вставляются, например, в дрожжи или даже в растения, в арбидопсис, и потом это растение начинает производить чужеродный белок. Но обычно это преследует чисто практические цели, когда нужно наработать побольше этого белка и его таким образом клонировать, экспрессировать и так далее. Это может быть. Но это существо, этот арбидопсис, это я не знаю, травка какая-то, оно остается той же самой травкой, просто оно без устали гонит этот белок, и так работает на человека. Вот это возможно.
Но я вот еще немножко хотела сказать о прикладном значении термостабильных ферментов. Во-первых, они вообще устойчивы к любым другим факторам: к кислотности, к щелочности, к присутствию каких-то растворителей. Они в принципе гораздо устойчивее, они гораздо быстрее действуют. Все очень быстро идет при высокой температуре. Они взаимодействуют при высоких температурах с субстратами, которые более податливы, например, какой-нибудь крахмал. Поэтому они используются в самых разных областях промышленности. Например, при производстве детергентов, стиральных порошков, в пищевой промышленности, пивоварении и так далее. Но, к сожалению, не у нас. Я всегда очень мечтала, чтобы наши белки, наши микробы каким-то образом пригодились. Сейчас мы делаем такие попытки, сотрудничаем с другим академическим институтом - с институтом Баха. Мы пытаемся нашем ферментам, нашим микроорганизмам найти применение в разложении отходов животноводства, конкретно, птичьих перьев. Потому что это большая проблема. Птичьи перья – это белок кератин, который страшно трудно разлагается, он не разлагается ничем. А производится их очень много - куры ведь всегда с перьями. И куда эти перья девать – большая проблема.
А.К.: Сжигать?
Ел.Б-О.: Наверное, что-то с ними делают, но можно ведь как-то использовать - это все-таки белок. Если его разложить и тем же курам скормить, например. В рыбоводстве то же самое. Эти остатки рыб разлагаются – всякая чешуя и пр., и рыбам скармливаются.
А.К.: Это скорее тема нашей второй программы. Забегая вперед скажу, что мы Елизавету Александровну еще на неделю у нас оставим, и в следующий раз поговорим, как живет в России современная лаборатория.
Б.Д.: И как пытается сотрудничать с внешними структурами.
А.К.: С народным хозяйством, как это раньше называлось.
Ел.Б-О.: Сейчас я все-таки договорю. Фермент этот называется кератиназа. У нас есть несколько микробов, которые эту кератиназу образуют. Когда нас спрашивают, почему наши микробы в основном с Камчатки, хотя есть и глубоководные, я отвечаю: потому, что я и мои сотрудники участвовали в международных рейсах на эти подводные глубинные вулканы. Но в основном мы ездим на Камчатку, и там из горячих источников вылавливаем всевозможных микробов. Просто редкий год бывает, когда мы туда не ездим - это наше такое замечательное место. А когда нас спрашивают, зачем микробам, живущим на Камчатке, кератиназа, мы отвечаем: медведь же ходит и какую-то шерсть, может быть, роняет. На самом деле это, наверное, какие-то другие субстраты, а такая мощная протеиназа, которая разлагает белок, которая способна и кератин разлагать, так что вот надеемся, может быть, здесь что-то получится. Здесь у нас, в России. Но и с западными лабораториями у нас уже есть опыт сотрудничества. И с московским институтом биохимии имени Баха, о котором я уже говорила.
Б.Д.: Возвращаясь к научным аспектам, можно ли представить себе какой-то способ обоснования того, какая форма белка является первичной, а какая вторичной? И как это вообще может быть исследовано или доказано?
Ел.Б-О.: Это сложный вопрос, на него трудно ответить. Я думаю, что обычно все-таки исходят из того, что филогения. Филогения – происхождение. Обычно судят, конечно, по генам, сравнивают эти гены. И можно проследить по генам, которые кодируют белки, то есть функциональным генам, как эти белки разошлись, каким образом это делается.
Б.Д.: Исходя из этого термофильные микроорганизмы оказываются все-таки более или менее старшими по отношению к микроорганизмам?
Ел.Б-О.: Как правило, совпадает. Они тоже древние, и позволю себе похвастаться немножко, хотя уже достаточно много этим мы хвастались. У нас вышла статья в Nature этой осенью: мы нашли новый тип метаболизма у гипертермофильных микробов, именно из глубинных подводных источников. Новый тип метаболизма – это образование водорода из муравьиной кислоты. Считалось всегда, что это реакция, которая энергии не дает, а оказалось, что дает она энергию. Может быть, это и есть какой-то первичный (другой у нас уже раньше исследовался) процесс окисления СО. Это окись углерода, то есть яд страшный. У нас есть микробы, которые растут в 100% СО, этот СО окисляют до СО2, и при этом из воды образуют водород. И тот и другой процесс: и образование водорода при окислении СО и образование водорода при окислении муравьиной кислоты, очень мало требуют ферментов. Это какой-то простейший энергетический процесс, который, однако, способен поддерживать жизнедеятельность микроорганизмов. Может это и есть какие-то древнейшие типы получения энергии. Интересно еще то, что и СО и формиат, как сейчас выяснилось, могут образовываться абиогенно то, что называется.
Б.Д.: То есть в мертвой природе.
Ел.Б-О.: Да, сами. И потом уже давать толчок к развитию этого микробного сообщества.
А.К.: С ума сойти, заслушаешься! Я сейчас сижу, слушаю и фантазирую про себя. Вы же говорили про те времена, когда не было фотосинтеза и вообще все было по-другому на нашей планете. Соответственно, этим микробам нужно было выживать, они и выживали. А потом появился фотосинтез, и развитие жизни пошло по тому пути, по которому должно было пойти, и к чему должно было прийти.
Б.Д.: Ну, это прям какая-то телеологическая схема.
Ел.Б-О.: Я против слова «выживали» возражаю. Я очень не люблю и по отношению к людям, и к микробам тоже.
А.К.: Хорошо, не выживали, жили. Жили и наслаждались своими горячими источниками. Жили и веселились. А вот если бы (насколько корректно фантазировать в таком направлении?), допустим, фотосинтеза не было бы. Не наступила бы эра сладкая, благодаря которой мы теперь наслаждаемся жизнью. Была ли какая-то альтернатива развитию этих организмов до каких-то других форм жизни?
Б.Д.: Смогла бы эволюция пойти по какому-нибудь другому пути?
Ел.Б-О.: Я думаю, что нет. Потому что микробы, которыми мы занимаемся, очень интересны тем, что это такие «отходы эволюции». Это разные-разные варианты именно энергетических реакций. А потом, когда природа нашла фотосинтез, который создал кислородную атмосферу и пошло кислородное дыхание – это и была столбовая дорога развития.
А.К.: То есть это вроде как эксперименты эволюции? Такие тупиковые ветви.
Ел.Б-О.: Да. Но, конечно, энергии очень мало. Ведь клетки микробные очень маленькие, и они не могли, как мне кажется, в многоклеточные развиться. Они делают огромную химическую работу, чтобы себя поддержать. Для горячих источников, для этих условий – это все вполне хорошо, но я не думаю, что они могли как-то изменить эволюцию. Этого не произошло. Если бы они могли, а там не было особой конкуренции, то смогли бы, но этого не произошло. Но уже то хорошо, что они сохранились. Это такой музей, получается, живой музей всяких вариантов, которые могли быть и были в прошлом, но по которым не пошла основная дорога.
А.К.: Скажите мне, Елизавета Александровна, когда вы сказали, что это музей, получились отходы…Стало понятно, что вы полагаете - у эволюции были какие-то эксперименты. Вот вы работаете в лаборатории гипертермофильных микробных сообществ Института микробиологии им. Виноградского РАН, а это тоже была такая лаборатория своего рода, да? Эти не подошли, эти не подошли, эти не подошли, бабах – о, а это хороший путь! Так что ли? То есть эволюция тоже ставила эксперименты? Или не эволюция?
Б.Д.: То есть это такое очеловечивание процесса.
Ел.Б-О.: Нет, нет. Я так себе представляю, что это все, конечно, происходит из термодинамики. Потому что для процесса жизнедеятельности нужно нечто, какой-то субстрат, богатый энергией и, кстати, микробы могут использовать энергию неорганических субстратов. Это открыл человек, в честь которого назван наш институт – Сергей Николаевич Виноградский, еще в, по-моему, 1887 году. Он открыл хемосинтез. Потом он вообще перестал заниматься наукой, потом эмигрировал. Поэтому очень долго пришлось бороться за то, чтобы нашему институту присвоили его имя. Это случилось уже только в перестроечные годы, в советское время это не было возможно. Этот замечательный ученый очень много сделал, в том числе он открыл рост за счет окисления неорганических соединений. Но и кислорода не было, поэтому для жизнедеятельности нужен энергетический субстрат, нужен окислитель. Кислород - замечательный мощный окислитель, но его не было. Например, у нас есть микробы, которые используют в качестве окислителя серу. Сера - аналог кислорода в таблице Менделеева, только при кислородном дыхании образуется вода, а при серном дыхании образуется сероводород и СО2, соответственно. И там, и там СО2. Вот такие аналоги. Но энергии гораздо меньше, поэтому эта клетка остается такой маленькой.
Б.Д.: Понятно, более эффективна ситуация, когда выделяется больше энергии?
Ел.Б-О.: Конечно.
Б.Д.: И в технологиях так же.
А.К.: Естественно, как в любой технологии, самые эффективные и с самым высоким КПД. А есть какой-нибудь элемент, который больше кислорода дает КПД при окислении?
Ел.Б-О.: Может быть, например, оксид железа, который восстанавливается в закись железа, в железное дыхание. Может быть нитрат – нитратное дыхание. Но это все хуже кислорода. Кислород - непревзойденный.
А.К.: То есть кислород максимально эффективный?
Ел.Б-О.: Да, во всяком случае, из того, что существует в биологических системах.
Б.Д.: В том смысле, что нас пока не превзошли.
Ел.Б-О.: Потому мы такие хорошие и умные.
АК: Мы практически совершенны, исходя из таблицы Менделеева и из нашего дыхания. Мы молодцы.
Б.Д.: А вот когда мы говорили о микроорганизмах, вы упомянули о том, что есть бактерии и есть археи. И те и другие встречаются при настолько высоких температурах?
ЕлБ-О.: Да.
Б.Д.: Чем отличается их жизнь в этой ситуации?
Ел.Б-О.: Да ничем особенным не отличается, но археи более высокотемпературные, бактерии до них не дотягивают. А так, в общем, они по таким, условно говоря, поведенческим вещам не отличаются. Часто используют одни и те же субстраты, даже выглядят они очень похоже, но у них совершенно разная внутренняя механика, потому что они очень рано разделились. У них совершенно разный аппарат синтеза белка, другая клеточная стенка, другие липиды. Все у архей по-другому устроено. Их очень много еще не открыто.
А.К.: Археи – это тоже тупиковая, экспериментальная ветвь эволюции?
Ел.Б-О.: Во всяком случае, многоклеточных организмов не возникло. Но зато они освоили такие местообитания, где только они и растут. Самые высокие температуры или щелочные очень условия, очень кислые условия, они остались в таких закутках. И там они процветают.
А.К.: Процветают. Мы договорились не употреблять слово «выживают». Хотя не понятно почему.
Ел.Б-О.: Потому что выживают – это если еле-еле, из последних сил карабкаешься.
А.К.: Когда ты процветаешь - ты живешь.
Ел.Б-О.: Живешь. И вообще все эти организмы - они называются экстремофильные, туда входят всякие ацидофильные, алкалофильные, термофильные.
Б.Д.: Ацидофильные – это любящие кислоты?
Ел.Б-О.: Да. Экстремофильные. Такой термин, потому что экстремальные условия – это для нас они экстремальные, а для них - самая красота.
А.К.: Да, удивительно. Еще раз по поводу архей и бактерий Вы мне еще раз уточните, пожалуйста. Есть некие микроорганизмы, есть бактерии, которые в нас живут и вокруг нас, а по версии некоторых ученых, это вообще планета бактерий, а мы здесь приживалки. И есть археи, тоже очень маленькие, и в общем, в бытовом сознании, не профессиональном - это примерно тоже самое, мелочь какая-то пузатая.
Ел.Б-О.: Да, так оно и есть.
А.К.: А в нас археи есть?
Ел.Б-О.: Да, образующие метан, в кишечнике. Но их немного, в основном там бактерии. Но образование метана – это, пожалуй, как раз один из глобально значимых процессов с участием архей. Археи живут не в каких-то экстремальных условиях, а просто в болотах, в озерных осадках, в морских, и образуют огромное количество метана. Не исключено, что и в шахтах тоже.
А.К.: Самая большая опасность для планеты, для пресловутого озонового слоя – это как раз большое выделение метана.
Ел.Б-О.: Да. А в кишечниках жвачных животных, в коровах, огромное количество метана – это все бактериальный, архейный метан. То, как метан образуется, это очень сложный процесс, который идет при полном отсутствии кислорода. Если хоть чуть-чуть кислорода есть, он уже не идет. Углекислота в присутствии водорода восстанавливается в метан. Образуется метан как конечный продукт жизнедеятельности и при этом возникает энергия, которую микроорганизм использует для своего удвоения и поддерживания своей жизни.
А.К.: Очень красивая и непривычная картина. Когда представляешь себе гигантскую лабораторию, а на этой подставочке… Как называется эта штуковина у микроскопа, куда кладутся всякие дрозофилы и все прочее?
Ел.Б-О.: Покровное стекло?
А.К.: Ну, не важно, подставочка. Там наша планета и раз – отсекли этих, раз – отсекли тех, тупиковые ветви. А мы шагаем смело и гордо.
Б.Д.: Мы активно с ними взаимодействуем, надо сказать. Тупиковые-то они может и тупиковые, но они вполне себе существуют рядом с нами или мы рядом с ними.
А.К.: И даже в нас немножко, как выяснилось.
Ел.Б-О.: Конечно. Это очень важный элемент.
А.К.: Хорошо, под занавес программы. Елизавета Александровна, скажите нам, где сейчас передний край или направление, острие ваших исследований гипертермофильных микробных сообществ?
Б.Д.: Где ждать интересных открытий?
Ел.Б-О.: Я скажу о том, что мне самой кажется интересным. Очень интересно искать новых микробов, потому что сейчас появился способ идентифицировать микробов непосредственно в природных пробах по определенному кусочку ДНК. Уже существует большая база данных, и если просто выделяется ДНК, этот кусочек - определяется его последовательность, мы можем видеть как много там микробов, какие они разные, сравнить их с тем, что нам известно и убедиться, что нам известно только 5% или 10%. Огромное количество микробов до сих не известно. Более того, мы можем количественно увидеть какой микроб, новый, неизвестный микроб присутствует в значительном количестве, играет какую-то важную роль в этом сообществе. И интересно очень попытаться узнать его свойства, либо получив его в лабораторной культуре, исследовав его, либо какими-то другими способами. Мне кажется, что очень интересно свести концы с концами, знания об огромном разнообразии микробов с пониманием их функции.
А.К.: А сколько сейчас известно видов микробов?
Ел.Б-О.: Даже не знаю, десятки тысяч.
А.К.: Десятки тысяч. А выговорите, что это около 10% в лучшем случае?
Ел.Б-О.: Да. Некоторые - 5%, некоторые - 1%. Очень-очень много неизвестных и, конечно, все они не будут выяснены. Поэтому важно научиться искать тех, которые играют какую-то существенную роль.
Б.Д.: Можно себе представить что-то вроде периодической системы микробов?
Ел.Б-О.: Периодической – нет, но система микробов, конечно, существует.
Б.Д.: Некой такой систематики, которая плюс ко всему прочему помогала бы прогнозировать существование микробов, до сих пор неизвестных?
Ел.Б-О.: Вы имеете в виду свойства, функции какие-то?
Б.Д.: Да.
Ел.Б-О.: Мой учитель, замечательный микробиолог академик Георгий Александрович Заварзин где-то 35-40 лет назад, в 1970-е годы написал такую книжку: «Фенотипическая систематика бактерий: пространство логических возможностей». В этой книжке он доказал, что возможно всё, что не запрещено термодинамически, надо только искать. Потом эта матрица стала постепенно заполняться. Тогда не было известно еще никаких этих генетических штучек, все было исключительно исходя из фенотипа. Потом эту книжку совершенно забыли, потому что все очень увлеклись геномными вещами, а теперь к ней снова вернулись, уже на новом витке.
А.К.: Фенотипическая – что значит?
Ел.Б-О.: Это значит чисто внешние признаки, свойства.
А.К.: Да, это понятно.
Ел.Б-О.: Архей тогда не было известно.
А.К.: Знаете, никогда бы не купил себе эту книгу, увидел - бежал бы от нее как от огня, а сейчас очень заинтересовался. Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская была сегодня у нас в гостях. Мы договорились с Елизаветой Александровной, и она любезно согласилась ровно через неделю выйти опять в эфир в рамках проекта «Наука 2.0», за что ей большое спасибо. Еще раз ее представлю – это доктор биологических наук, заместитель директора, заведующий лабораторией гипертермофильных микробных сообществ Института микробиологии им. Виноградского РАН. Вели программу Борис Долгин и Анатолий Кузичев, спасибо. До встречи через неделю.
Эфир программы "Наука 2.0" слушайте в аудиофайле
