Микробы на дне Белого моря. Неизвестные организмы разлагают полимеры
Исследователи биологического факультета МГУ в составе коллектива авторов провели исследование микробных сообществ донных отложений Кандалакшского залива Белого моря. Было выявлено, что микробные сообщества демонстрируют выраженную стратификацию, зависящую от глубины и доступности органических веществ.
В Кандалакшском заливе органическое вещество синтезируется фитопланктоном и макроводорослями, а также поступает с речными стоками, способствуя развитию сложных трофических цепей, включающих разнообразную морскую фауну. Однако часть органических веществ оседает на дно, где разлагается микроорганизмами, такими как бактерии и археи, возвращая биогенные элементы в биогеохимические циклы. Органотрофные микроорганизмы играют важную роль в поддержании экосистемного равновесия. До настоящего времени состав микробных сообществ донных отложений Кандалакшского залива оставался неизученным.
Целью исследования было определение состава микробных сообществ в различных частях залива и на разной глубине от поверхности отложений. Пробы были собраны в июне-июле 2022 года с помощью 3-метрового гравитационного керна, и их анализ показал значительную разницу между верхними и нижними слоями осадков. Из всех образцов была выделена ДНК и проведена полимеразная цепная реакция с праймерами для гена 16S рибосомальной РНК, что позволило провести высокопроизводительное секвенирование и определить микроорганизмы.
Верхние слои осадков содержали микроорганизмы, способные разлагать легкодоступные органические вещества, такие как бактерии рода Woesia и другие некультивируемые бактерии. В то же время, в нижних слоях (30 и 50 см) преобладали микроорганизмы, способные разлагать сложные соединения, например, представители семейства Hyphomicrobiaceae и рода Mycobacterium. Также были обнаружены прокариоты с неизвестным метаболизмом, такие как JS1 и SG8-4, распространенные в морских осадках по всему миру.
«Нам удалось выявить целевые группы микроорганизмов, обладающих гидролитическими ферментами, с помощью которых идет разложение сложных биополимеров, захороненных в анаэробных условиях,»
- Елизавета Бонч-Осмоловская, заведующая кафедрой микробиологии биологического факультета МГУ
Эти микроорганизмы способны разлагать такие полимеры, как агар и альгинат макроводорослей, хитин панцирей беспозвоночных животных и лигнин, поступающий с суши. Исследования, включая метагеномный анализ, помогут понять возможные пути культивирования этих микроорганизмов и дадут доступ к новым гидролитическим ферментам, важным для современной биотехнологии.
