Российские микробиологи обнаружили в горячих источниках Камчатки и Курильских островов ранее неизвестные микроорганизмы. Они представляют собой древнюю ветвь архей, способных перерабатывать сложные углеводы в экстремальных условиях. Открытие было сделано специалистами Федерального исследовательского центра Биотехнологии РАН.
Исследователям удалось выделить две чистые культуры, получившие обозначения MP-3918 и АК-3817. Совместная работа с европейскими коллегами показала, что эти организмы настолько уникальны, что их выделили в новый биологический порядок Tardisphaerales и класс Tardisphaeria. Это свидетельствует о глубокой эволюционной обособленности найденных микробов.
Новые археи – это мелкие клетки неправильной шаровидной формы, которые медленно растут. Они приспособлены к жизни при высоких температурах и в кислой среде, что делает их умеренно термофильными и ацидофильными организмами. Важной особенностью является их способность существовать без кислорода – они являются строгими анаэробами. Энергию для жизни они получают не за счет дыхания, а в процессе брожения, предпочитая в качестве источника питания сложные полисахариды.
Согласно результатам исследований, представители нового порядка Tardisphaerales распространены в кислых экосистемах по всему миру. Однако именно в горячих гидротермальных источниках Камчатки и Курил их концентрация может быть очень высокой, достигая до 40% от всего микробного сообщества в некоторых локациях.
Практическая ценность открытия заключается в геномах новых архей. Они содержат гены, кодирующие ферменты, способные эффективно расщеплять углеводы в жестких промышленных условиях – при высокой температуре и в кислой среде. Такие ферменты, или биокатализаторы, представляют большой интерес для биотехнологий.
Эти кислотоустойчивые и термостабильные ферменты могут найти применение в так называемой «зеленой» биотехнологии, при производстве кормов для животных с улучшенной усвояемостью, а также в крахмальной промышленности. В этих отраслях стабильность биокатализаторов при экстремальных значениях температуры и pH является решающим фактором для эффективности технологических процессов.