Irkutsko valstybinio universiteto biologai kartu su kolegomis iš Šiaurės Floridos (JAV) universiteto tyrė Baikalo aktinobakterijų, didelių mikroorganizmų, galinčių sintetinti biologiškai aktyvias medžiagas, metabolizmą. Paaiškėjo, kad jiems trūksta genų, susijusių su šiai grupei būdingais fermentais, kurie yra atsakingi už antibiotikų gamybą. Tai reiškia, kad šie mikroorganizmai kovoja su mikrobais pasitelkdami kitus baltymus ir, galbūt, dar mokslui nežinomus junginius. Straipsnis buvo išspausdintas „Aquatic microbial ecology“. Šį darbą rėmė Rusijos mokslo fondo dotacija.
Aktinobakterijos yra didelio dydžio ir sudėtingos formos bakterijos, turinčios galimybę sunaikinti toksinius junginius, kurie teršia aplinką. Jie yra antrinių medžiagų apykaitos produktų gamintojai, kurių nereikia augimui ir vystymuisi, tačiau jie atlieka kai kurias kitas funkcijas. Tarp šių junginių yra augimo faktoriai, stimuliuojantys įvairius ląstelių procesus, ir feromonai, užtikrinantys „cheminį ryšį“. Žmogus naudoja šių medžiagų savybę patogeninių bakterijų ir grybelių augimui slopinti, jas naudoja medicinoje. Šiame darbe mokslininkai ištyrė antrinių medžiagų apykaitos produktų susidarymą 24 aktinobakterijų štamuose, išskirtuose iš Baikalo ežero telkinių. Mokslininkai palygino ją su jūrų ir gėlo vandens organizmų procesais.
- „Salik.biz“
„Ankstesni tyrimai išryškino antžeminių ir jūrinių ekosistemų aktinobakterijų ekologiškumą ir geografinį pasiskirstymą. Tačiau šios klasės atstovai iš gėlo vandens nuosėdų vis dar nepakankamai ištirti “, - sako Maksimas Timofejevas, Rusijos mokslo fondo stipendijos projekto vadovas, biologijos mokslų daktaras, Irkutsko valstybinio universiteto biologijos tyrimų instituto direktorius. Mėginiai buvo paimti iš ežero dugno 200 metrų gylyje. Norint gauti aktinobakterijų kolonijas, nuosėdos buvo dedamos į maistinę terpę, kuri leido slopinti kitų mikroorganizmų augimą. Po trijų dienų DNR buvo išskirtas iš kolonijų ir, naudojant molekulinius metodus, jie nustatė, ar yra genų, būdingų aktinobakterijoms - tokiu būdu galite įsitikinti, kad išaugo tyrimui reikalingos bakterijos. Tokiu atveju ir pačiame eksperimente DNR grandinės buvo „padaugintos“nes pačioje ląstelėje yra per mažai medžiagos analizei, o dirbtinis molekulės kopijavimas išsprendžia problemą.
Tyrėjai atkreipė dėmesį į genus, susijusius su biologiškai aktyvių junginių sinteze. Jie nustatė, kad izoliuotose Baikalo aktinobakterijų padermėse trūksta genų FAD priklausomoms halogenazėms. Šie fermentai naudoja FAD kaupiamą energiją ir yra atsakingi už prisijungimą prie įvairių halogeno molekulių, tokių kaip chloras ir bromas. Dėl to gaunami tokie antibiotikai kaip tetraciklinai, chloramfenikolis ir kiti. Dauguma halogenazių yra jūrų mikroorganizmuose. Tai, kad jų nėra Baikalo aktinobakterijose, liudija apie jų prisitaikymą prie gyvenimo vandenyje, kuriame mažai druskos. Tuo pačiu metu biologinis aktyvumas pastebėtas 75% tyrimo metu išskirtų aktinobakterijų padermių. Tai reiškia, kad jis pasireiškė kitų fermentų sąskaita.
„Paprastos aktinobakterijos gali įtraukti halogeno atomus į jų sintetinamas chemines molekules. Šio gebėjimo trūkumas Baikalo aktinobakterijose yra jų unikalus skirtumas, kuris kalba apie ilgą šių rūšių evoliuciją ypač gaivioje aplinkoje. Baikalo aktinobakterijų ypatumai leidžia kalbėti apie jų reikšmingą potencialą gaminti mokslui nežinomus antibiotikus ir natūralius junginius “, - sako Maksimas Timofejevas.
Autorius: Aleksejus Paevskis