Irkutski Riikliku Ülikooli bioloogid uurisid koos kolleegidega Põhja-Florida (USA) ülikoolist Baikali aktinobakterite metabolismi - suuri mikroorganisme, mis on võimelised sünteesima bioloogiliselt aktiivseid aineid. Selgus, et neil puuduvad selle rühma jaoks tavaliste ensüümide geenid, mis vastutavad antibiootikumide tootmise eest. See tähendab, et need mikroorganismid võitlevad mikroobidega teiste valkude ja võimalusel teadusele veel tundmatute ühendite abil. Artikkel avaldati ajakirjas Aquatic microbial ecology. Seda tööd toetas Vene Teadusfondi toetus.
Aktinobakterid on suurte suuruste ja keeruka kujuga bakterite klass, millel on võime hävitada keskkonda saastavaid mürgiseid ühendeid. Nad on sekundaarsete ainevahetusproduktide tootjad, mida nad ei vaja kasvu ja arengu jaoks, vaid täidavad muid funktsioone. Nende ühendite hulgas on kasvufaktorid, mis stimuleerivad mitmesuguseid rakulisi protsesse, ja feromoonid "keemiliseks sideks". Inimene kasutab nende ainete omadusi patogeensete bakterite ja seente kasvu pärssimiseks ning kasutab neid meditsiinis. Selles töös uurisid teadlased sekundaarsete ainevahetusproduktide moodustumist 24 aktinobakteri tüves, mis olid isoleeritud Baikali järve maardlatest. Teadlased on seda võrrelnud protsessidega mere- ja mageveeorganismides.
„Varasemad uuringud on rõhutanud maismaa- ja mereökosüsteemidest pärit aktinobakterite ökoloogilisi ja geograafilisi leviku mustreid. Selle klassi esindajad magevee setetest on aga endiselt ebapiisavalt uuritud, “ütleb Maksim Timofeev, Venemaa Teadusfondi toetuse projektijuht, bioloogiateaduste doktor, Irkutski Riikliku Ülikooli bioloogia uurimisinstituudi direktor. Proovid koguti järve põhjast 200 meetri sügavuselt. Aktinobakterite kolooniate saamiseks pandi setted toitesöötmele, mis võimaldas teiste mikroorganismide kasvu pidurdada. Kolm päeva hiljem eraldati kolooniatest DNA ja molekulaarsete meetodite abil tehti kindlaks, kas on olemas aktinobakteritele spetsiifilisi geene - sel viisil saate veenduda, et uuringuteks vajalikud bakterid on kasvanud. Sel juhul ja katses ise DNA ahelad "korrutati"kuna rakus endas on analüüsimiseks liiga vähe materjali ja molekuli kunstlik kopeerimine lahendab probleemi.
Teadlased on pööranud tähelepanu geenidele, mis on seotud bioloogiliselt aktiivsete ühendite sünteesiga. Nad leidsid, et Baikali aktinobakterite isoleeritud tüvedel puuduvad FAD-sõltuvate halogenaaside geenid. Need ensüümid kasutavad FAD-is salvestatud energiat ja vastutavad mitmesuguste halogeenimolekulide, näiteks kloori ja broomi, kinnitumise eest. Selle tulemusel saadakse sellised antibiootikumid nagu tetratsükliinid, klooramfenikool ja teised. Enamikku halogenaase leidub mere mikroorganismides. Fakt, et nad puuduvad Baikali aktinobakterites, näitab nende kohanemisvõimet madala veesisaldusega vees. Samal ajal täheldati bioloogilist aktiivsust 75% -l uuringu ajal eraldatud aktinobakterite tüvedest. See tähendab, et see avaldus teiste ensüümide arvelt.
Tavalised aktinobakterid võivad halogeeniaatomeid sünteesida keemilistesse molekulidesse. Selle võime puudumine Baikali aktinobakterites on nende ainulaadne erinevus, mis räägib nende liikide pikast evolutsioonist ülivärskes keskkonnas. Baikali aktinobakterite iseärasused võimaldavad rääkida nende olulisest potentsiaalist teadusele tundmatute antibiootikumide ja looduslike ühendite tootmisel, “ütleb Maxim Timofeev.
Autor: Aleksei Paevsky
