«Первые данные об архее были получены с помощью метагеномного анализа, который показал, что четверть микробного сообщества (25,54%) в этой воде приходится на архей рода Methanothermobacter. На основе метагенома биоинформатики из ФИЦ „Биотехнологии“ РАН реконструировали геном (MAG) 3P-20-051, и стало понятно, что он принадлежит к неизвестному ранее виду. Ближайший описанный родственник — Methanothermobacter marburgensis — совпадает с ним лишь на 92,66% (ANI)», — рассказала руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук.
Но одно дело — «увидеть» геном в пробе, другое — получить живой микроорганизм. Чтобы выделить чистую культуру, исследователям пришлось ждать 12 месяцев, пока в пробирке при 55°C не появился метан. Затем — серия пересевов с антибиотиками, чтобы избавиться от «соседей». Полученный штамм назвали K4ᵀ. Сравнение его генома с тем самым «виртуальным» MAG показало совпадение на 99,96%. То есть выращенный микроб — действительно доминирующий обитатель глубинной воды, а не случайный попутчик. Новый вид микробиологи ТГУ назвали Methanothermobacter tomskensis — в честь Томского области, где он был найден.
Архея, описанная в статье, — это хемолитоавтотроф, который «ест» водород и углекислый газ, поднимающиеся из недр Земли, и «выдыхает» метан. Учёные смогли измерить скорость процесса с помощью радиоактивной метки (бикарбонат натрия, меченный изотопом 14 °C). Получилось 5,45±0,528 нмоль CH4 на литр в сутки.
Микробиологи ТГУ — признанные эксперты по глубинной, в том числе редкой биосфере. Одна из ценных находок учёных — бактерия Desulforudis audaxviator, на которую десять лет безуспешно «охотились» исследователи из разных стран, но выделить её смогли именно учёные ТГУ. Этот микроорганизм, известный как «смелый путешественник» (отсылка к роману Жюля Верна), живёт в полной темноте и без кислорода, получая энергию за счёт радиоактивного распада в недрах. Но главная загадка оказалась в другом: сравнив геном сибирского изолята с африканским (определен в пробах по ДНК), учёные увидели, что геномы абсолютно идентичны.
Но на этом учёные не остановились — из других подземных скважин был выделен ещё один родственник десульфорудиса, у которого обнаружен такой же эволюционно застывший геном. Новая бактерия — Desulfosceptrum tomskense — питается только водородом и углекислым газом, поступающими из недр Земли. Американские учёные уже выдвинули гипотезу, что подобные десульфорудису бактерии могут жить в определённых местах под поверхностью Луны, где есть всё необходимое — вода, водород и углекислый газ.
Новый вид археи изучен и описан микробиологами ТГУ в рамках проекта «Культивирование, характеристика физиологии и геохимической активности трудно культивируемых экстремофильных бактерий», поддержанного Российским научным фондом. Результаты исследований, выполненных при поддержке РНФ, опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology (Q1).
