Az Irkutszki Állami Egyetem biológusai, az észak-floridai egyetem (USA) kollégáival együtt tanulmányozták a Baikál aktinobaktériumok - nagy mikroorganizmusok - metabolizmusát, amelyek képesek biológiailag aktív anyagok szintetizálására. Kiderült, hogy nincsenek génjeik az ebben a csoportban általános enzimeknek, amelyek felelősek az antibiotikumok előállításáért. Ez azt jelenti, hogy ezek a mikroorganizmusok más fehérjék és esetleg olyan vegyületek segítségével harcolnak a mikrobákkal, amelyek még nem ismertek a tudomány számára. A cikket az Aquatic mikrobiológiai ökológia című cikkben tették közzé. Ezt a munkát az Orosz Tudományos Alapítvány támogatása támogatta.
Az aktinobacteriumok nagy méretű és összetett alakú baktériumok osztálya, amelyek képesek elpusztítani a környezetet szennyező toxikus vegyületeket. Olyan másodlagos anyagcseretermékek gyártói, amelyekre nincs szükségük a növekedéshez és a fejlődéshez, hanem más funkciókat is ellátnak. Ezen vegyületek között vannak a növekedési faktorok, amelyek stimulálják a különféle sejtes folyamatokat, és a feromonok a "kémiai kommunikációhoz". Az ember ezen anyagok tulajdonságait használja a patogén baktériumok és gombák növekedésének elnyomására, és gyógyászatban használja őket. Ebben a munkában a tudósok másodlagos anyagcseretermékek képződését vizsgálták a Bajkál-tó lerakódásaitól elkülönített 24 aktinobacterium törzsben. A tudósok összehasonlították a tengeri és édesvízi szervezetekben zajló folyamatokkal.
„A korábbi kutatások rámutattak a szárazföldi és tengeri ökoszisztémákból származó aktinobaktériumok ökológiai és földrajzi eloszlási mintáira. Ennek az osztálynak a képviselői azonban az édesvízi üledékekből még mindig nem elegendő mértékben tanulmányozottak”- mondja Maxim Timofeev, az Orosz Tudományos Alapítvány támogatásáról szóló projektmenedzser, biológiai tudományok doktora, az Irkutszki Állami Egyetem Biológiai Kutató Intézetének igazgatója. A mintákat a tó fenekéből vették fel 200 m mélységben. Az aktinobakteriális kolóniák előállítása céljából az üledékeket tápközegre helyeztük, amely lehetővé tette más mikroorganizmusok szaporodásának elnyomását. Három nappal később a DNS-t elkülönítették a kolóniákból, és molekuláris módszerekkel meghatározták, vannak-e aktinobacteriumokra specifikus gének - ezáltal megbizonyosodhat arról, hogy a kutatáshoz szükséges baktériumok megnövekedtek. Ebben az esetben és magában a kísérletben a DNS-láncokat "megsokszoroztuk"mivel a sejtben túl kevés anyag van az elemzéshez, és a molekula mesterséges másolása megoldja a problémát.
A kutatók figyelmet fordítottak a biológiailag aktív vegyületek szintézisével kapcsolatos génekre. Megállapították, hogy a Baikál aktinobaktériumok izolált törzsei nem tartalmazzák a FAD-függő halogenázok géneit. Ezek az enzimek a FAD-ban tárolt energiát használják, és felelősek a különféle halogénmolekulákhoz, például klórhoz és brómhoz való kapcsolódáshoz. Ennek eredményeként olyan antibiotikumokat kapunk, mint például a tetraciklinek, a kloramfenikol és mások. A legtöbb halogenáz a tengeri mikroorganizmusokban található meg. Az a tény, hogy nincsenek jelen Baikál aktinobaktériumokban, azt bizonyítja, hogy alkalmazkodni tudnak az alacsony sótartalmú vízben való élethez. Ugyanakkor biológiai aktivitást figyeltünk meg a vizsgálat során izolált aktinobaktériumok törzseinek 75% -ában. Ez azt jelenti, hogy ez más enzimek rovására jelentkezik.
„A szokásos aktinobaktériumok beépíthetik a halogénatomokat a szintetizált kémiai molekulákba. Ennek a képességnek a hiánya a Baikál aktinobaktériumokban az egyedülálló különbség, amely e fajoknak az ultrafrissítő környezetben történő hosszú fejlődéséről beszél. A Baikál aktinobaktériumok sajátosságai lehetővé teszik, hogy beszéljünk a tudomány ismeretlen antibiotikumok és természetes vegyületek előállításának jelentős potenciáljáról”- mondja Maxim Timofeev.
Szerző: Alexey Paevsky