Тема:

Организмы-экстремофилы 6 суток назад

Биологи МГУ исследовали гриб, который питается бактериями и ракообразными

Фотография гиперсолёного озера. Кажущаяся безжизненной корка соли на берегу озера — типичное местообитание гриба Sodiomyces alkalinus.
Фото Елена Биланенко/МГУ.

Сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова в составе крупного международного коллектива учёных исследовал геном гриба Sodiomyces alkalinus, обитающего на берегах гиперсолёных озёр, и реконструировал эволюцию его ферментов.

Оказалось, что гриб потерял много генов, помогающих его родственникам разлагать растительные остатки, но c помощью горизонтального переноса генов научился питаться бактериями и ракообразными.

Соединения, позволяющие этому грибу выжить в гиперсолёных условиях, по мнению учёных, могут быть использованы в промышленности. Работа проходила в рамках научного мегапроекта МГУ "Ноев ковчег".

Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Molecular Ecology.

Ранее считалось, что гиперсолёные озёра и их побережья с непригодны для жизни. Однако широкое разнообразие микроорганизмов, выделенных из воды и грунта столь экстремальных местообитаний, опровергли эту точку зрения.

Особенно учёные не ожидали встретить близ щелочных озёр грибы, так как эти организмы обычно предпочитают кислую среду. Но недавно учёные нашли на побережье содовых озер России, Монголии и Африки несколько видов алкалофильных (щелочелюбивых) грибов, которым засоление не страшно. Причём эти организмы принадлежали разным таксономическим группам, то есть приходились друг другу отнюдь не близкими родственниками.

Многие из алкалофильных грибов были выделены лишь на берегах какого-либо одного озера. А вот вид S. alkalinus встречался в большинстве образцов. Столь широкое распространение этого гриба вызвало у учёных любопытство, и они предположили, что какие-то физиологические особенности позволяют ему адаптироваться к столь суровым условиям.

Большинство родственников S. alkalinus питаются растительными остатками, однако этот вид встречается там, где растений нет. Вероятно, некие свойства позволили грибу отойти от "традиционной" диеты и перейти на другой тип питания.

Международный коллектив учёных во главе с Алексеем Грум-Гржимайло (выпускник кафедры микологии и альгологии МГУ), работающим сейчас в университете Вагенинген, решил найти в геноме S. alkalinus уникальные последовательности, которые могли бы помочь грибу адаптироваться к щелочной среде солёных озёр.

"Проведенная реконструкция эволюции ферментов, осуществляющих катаболические процессы, показала, что растительные остатки, представляющие основной субстрат для большинства видов грибов, не являются предпочтительным субстратом для S. alkalinus, — рассказывает старший научный сотрудник кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ Елена Биланенко. — По-видимому, гриб питается бактериями и ракообразными, что согласуется с местами его обнаружений, которые близки к воде и полностью лишены растительности".

Чтобы установить происхождение "суперспособности" S. alkalinus, учёные занялись поисками организмов, у которых гриб мог бы позаимствовать нужные гены. Если определённый ген встречается у грибов крайне редко, а у других групп организмов часто, то с помощью статистического анализа можно подтвердить или опровергнуть возможность приобретения гена горизонтальным переносом.

Такой анализ показал, что с большой вероятностью S. alkalinus приобрёл способность разлагать белки и сложные бактериальные и животные полисахариды от бактерий.

Эксперименты с выращиванием гриба в разных средах и определением активности разных его ферментов показали, что разлагать растительный субстрат этот гриб также способен. Однако нужные ферменты у этого вида гораздо менее активны, чем у его родственников. Кроме того, S. alkalinus обитает в местах без растительного покрова. В сумме эти факты свидетельствуют, что в ходе эволюции этот организм перешёл от роста на растительном субстрате к питанию беспозвоночными и бактериями.

По мнению учёных, ферменты, позволяющие уникальному алкалофильному грибу разлагать белки и углеводы в щелочной среде, могут быть использованы в промышленности.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о бактерии, которая живёт в гиперсолёной среде и могла бы выжить на Марсе.

Сегодня