Биологи выяснили, как бактерии перерабатывают токсичные металлы горячих источников

Ученые узнали, как бактерии могут адаптироваться к токсичным металлам, выделяемым из гидротермальных источников. Об этом сообщает Окинавский институт науки и технологий.

Большая часть жизни на Земле зависит от солнечного излучения. Зеленые водоросли и растения с помощью фотосинтеза превращают его в питательные вещества, а другие бактерии, животные и грибы питаются ими.

Однако глубоководные виды бактерий живут там, где нет Солнца, и потому они питаются химическими веществами, извергаемыми из горячих источников. Эти источники также выбрасывают токсины, с которыми живые организмы научились бороться.

Биофизик Анджела Арес и ее коллеги сосредоточили внимание на бактерии Nitratiruptor sp. SB155-2. Этот вид бактерий был выделен из жерл Окинавского желоба, культивирован и предоставлен компанией JAMSTEC. Бактерии могут справляться с токсичными металлами тремя способами. Один из методов заключается в непрерывном выкачивании ионов металлов из клеток обратно в окружающую среду. Другая стратегия состоит в том, чтобы изолировать токсичный металл в виде гранул внутри клетки, чтобы они не мешали метаболическим реакциям. Наконец, бактерии могут производить и высвобождать ферменты, которые вызывают кристаллизацию или осаждение металлов в нетоксичное соединение вне клетки.

В случае с этим видом бактерий им приходится регулярно справляться с избытком кадмия и меди. Исследователи сначала определили самую высокую концентрацию каждого металла, которую бактерии могут переносить, прежде чем перестанут делиться. Затем команда сравнила эти популяции с бактериями, культивируемыми в чистой среде, чтобы увидеть, какие гены были активны и какие белки распространены.

Исследователи обнаружили, что бактерии использовали транспортные белки для выкачивания кадмия и меди из своих клеток. Однако в случае с медью для этого было задействовано больше генов.

С другой стороны, в качестве реакции на кадмий бактерии применяли ряд уникальных методов. Одним из самых удивительных ответов было увеличение активности генов, участвующих в формировании жгутиков и хемотаксисе (движении в ответ на химические сигналы). Жгутики помогают бактериям перемещаться, поэтому, вероятно, когда уровень кадмия слишком высок, бактерии, подвергающиеся стрессу, пытаются переместиться в более благоприятную среду.

Выбор пола ребенка и клонирование людей: что вы думаете по спорным вопросам биоэтики? Пройдите опрос "Газеты.Ru".