В Сибири нашли новый класс архей

Археи (Archaea) — одноклеточные, которые наряду с эукариотами и бактериями образуют третье надцарство по системе Карла Везе. Из-за небольшого размера (около одного микрометра в диаметре) и нехватки опытов по культивированию в лабораторных условиях классификация архей ограничена. Известно, что многие из них являются хемоавтотрофами, и, поскольку метаболитические механизмы архей сильно варьируются, нередко критерием типизации выступают источники энергии и продукты переработки. Так, виды, которые поглощают неорганические соединения и производят метан, относятся к метаногенам. Подобные микроорганизмы представлены в водоемах, кишечнике жвачных и человека.

Метаногенные археи считаются единственным биологическим источником метана — второго по значимости парникового газа после углекислого. Также он используется в производстве биотоплива. До сих пор метаногены делились на четыре класса, восходящих к типу эврехариот (Euryarchaeota). В новой работе сотрудники Института микробиологии имени С. Н. Виноградского, Делфтского технического университета, Бангорского университета и других учреждений описали ранее неизвестные виды метаногенов. Микроорганизмы были найдены в чрезвычайно соленых озерах на юго-востоке Сибири и стали первыми метанообразующими археями, которые обитают в экстремальных условиях.

Лабораторные опыты показали, что лучше всего открытые виды растут в щелочной среде (при pH 9,5–10) и при сравнительно высоких температурах (более 48 градусов Цельсия). Затем авторы провели филогенетический анализ. В соответствии с ним микроорганизмы отнесли к новому, пятому, классу метаногенов — Methanonatronarchaeia. Предполагается, что этот класс мог выступить переходным звеном между метанообразующими и галофильными археями Halobacteriaceae — представителями надцарства, обитающими в соленых водоемах. Любопытно, что обнаруженный класс производит метан только в определенных условиях — при наличии в среде триметиламина и формиата или метанола и формиата.

Химические соединения, необходимые для жизнедеятельности Methanonatronarchaeia, указывают на то, что последние используют для метаногенеза метил-восстановительный путь. Это приводит к выделению метана без углекислого газа, что нехарактерно для обычных метаногенов. Помимо фундаментального значения работы, она может помочь в разработке новых технологий производства биотоплива, не требующих очистки продукта от углекислого газа. Ранее шведские исследователи выяснили, что надтип архей Asgard является общим предком эукариот. Более того, их геном уже содержит гены, необходимые для «многоклеточности», но они «разбросаны» по разным видам.

Подробности открытия Methanonatronarchaeia представлены в журнале Nature Microbiology.

О других экстремофилах читайте в нашем материале.