Составлена генетическая карта бактерии, способной очищать окружающую среду

Источник: newscenter.lbl.gov

Desulfovibrio vulgaris — сульфатно-анаэробный микроб, проживающий во многих экологических средах. Он интересен тем, что проявляет уникальные свойства в отношении металлов. С одной стороны, бактерия имеет репутацию вредителя, разъедающего металлические детали буровых установок, складских конструкций и пр. С другой стороны — выделяемые микроорганизмом ферменты разлагают токсичные соединения тяжелых металлов и радионуклидов до неопасных форм. Поэтому Desulfovibrio является главным кандидатом для организации биологической очистки загрязненных сред.

Чтобы разобраться в секретах взаимодействия микроорганизма с ядовитыми веществами, специалисты Национальной лаборатории Лоренса Беркли (США) впервые составили его полную генетическую карту. Как отмечает руководитель исследования Айндрила Мукхопадхья (Aindrila Mukhopadhyay), эта карта позволяет понять, каким образом усиливать хорошие свойства бактерии (очистка) и уменьшать плохие (коррозия). Обработка сигналов внешней среды осуществляется на молекулярном уровне, через двухкомпонентную систему. Один белок считывает сигнал, затем активируется второй, который включает реакцию организма.

Выявить все возможные реакции бактерии весьма сложно, ведь они не запускаются без сигнала извне. И большинство этих сигналов человеку не известны. Чтобы обойти это затруднение, ученые использовали специально разработанную стратегию DAP-чип (DNA-Affinity-Purified-chip). В итоге получилась первая расширенная геномная карта двухкомпонентной системы реагирования бактерии. Исследователи уже использовали карту, чтобы изучить функции нескольких регуляторов Desulfovibrio.

Они сумели предсказать и проверить на практике ключевые процессы энергетического обмена, клеточной подвижности и формирования биопленок. Также были представлены возможные ответы на стрессовые ситуации — наличие нитрита, понижение концентрации калия и фосфатный голод. Геномная карта может сыграть важную роль в разработке широкого спектра бактерий для ликвидации химических и радиационных загрязнений. А изобретенная в ходе исследования DAP-чип стратегия может быть использована для создания аналогичных геномных карт для любых микроорганизмов, геном которых секвенирован.