Эти бактерии сделают нас невосприимчивыми к ядам. Наконец-то мы сможем выживать в экстремальных условиях.
Бактерии, образующие метан, могут расти на токсичных сульфитах, не подвергаясь отравлению. Это потому, что они используют специальный фермент для производства полезных сульфидов.
Метаногены — это бактерии, которые производят метан, когда в их среде мало или совсем нет кислорода. Они чрезвычайно важны для глобального углеродного цикла, поскольку метан является мощным парниковым газом, но его также можно использовать в качестве источника тепла.
Исследователи из Института морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене обнаружили, как некоторые бактерии могут расти на среде с токсичными сульфитами, не подвергаясь отравлению. Подробности они описали в журнале Nature Chemical Biology .
Устойчивые к ядам бактерии
Исследователи рассмотрели два морских метаногена: Methanothermococcus thermolithotrophicus и Methanocaldoccus jannaschii . Первый встречается в геотермально нагретых отложениях при температуре около 65°С , а второй выбирает подводные вулканы с температурой около 85°С .
Они получают серу для роста в виде сульфидов, присутствующих в окружающей среде. Это удивительно, потому что эти типы соединений серы ядовиты для большинства живых организмов. Метаногеномы необходимы для выживания, и в очень высоких концентрациях. Однако это не означает, что метаногены «неуничтожимы». Проблемой для них являются другие высокореакционноспособные соединения серы — сульфиты, разрушающие ферменты, необходимые для производства метана.
И M. thermolithotrophicus , и M. jannaschii сталкиваются с сульфитами в своей среде, но у них есть особые защитные механизмы, которыми мы также можем воспользоваться.
Бактерии могут восстанавливать сульфиты до сульфидов — на иллюстрации Fsr каталитический центр, где сульфит восстанавливается до сульфида /Фото.Морская микробиология
Ученые из Института морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене впервые в истории представили изображение фермента, обезвреживающего сульфиты. Это F420-зависимая сульфитредуктаза (Fsr). Он может превращать сульфиты в сульфиды, которые являются безопасным источником серы для метаногенов.
Доктор Марион Йесперсен из Института морской микробиологии им. Макса Планка говорит:
Фермент улавливает сульфит и непосредственно восстанавливает его до сульфида, который может быть включен, например, в аминокислоты.В результате метаноген не отравляется и даже использует этот продукт в качестве источника серы.Они превращают яд в пищу!
Существует два пути восстановления сульфитов: диссимиляционный и ассимиляционный. Тестируемые микроорганизмы используют фермент, построенный как диссимиляционный, но использующий ассимиляционный механизм — он сочетает в себе лучшее из обоих миров. Вероятно, такое решение эволюционировало от общего предка.
Доктор Тристан Вагнер, руководитель исследовательской группы Макса Планка по микробному метаболизму в Институте Макса Планка в Бремене, добавил:
Сульфиторедуктазы — древние ферменты, оказывающие большое влияние на глобальные циклы серы и углерода.Наш фермент — Fsr — вероятно, снимок этого древнего первобытного фермента, захватывающий взгляд назад в эволюцию.
