Значительная прибавка к древу жизни. Чуть ли не новый домен! Впрочем, генетические отличия новых организмов не столь велики, чтобы заявить о новом домене. Так что древо жизни, разделенное на три домена – бактерий, архей и эукариотов, – пока остается без изменений. Иллюстрация: Travis Bedel / Quanta Magazine
Ученые закинули свои сети не в глубины океана и даже не в горячие источники – для исследований был взят образец воды из протекающей за городом реки. Воду профильтровали дважды – сперва через фильтры с диаметром пор 0,2 мкм, затем – 0,1 мкм. Всю осевшую на второй фильтр ДНК отсеквенировали, и из расшифрованных последовательностей составили 8 полных геномов и 789 геномов, известных на 90%. После анализа полученных геномов выяснилось, что большинство из них принадлежит абсолютно неизвестным ранее бактериям.
Почему же их не открыли раньше? Во-первых, долгое время принято было считать, что минимальный допустимый размер бактерии – это 0,2–0,5 мкм, а открытые виды оказались гораздо меньше. Во-вторых, когда какой-то образец воды или почвы исследуют на присутствие живых существ, обычно поиск ведут только по одному гену – 16S рРНК, который присутствует у всех организмов, не считая вирусы. Из образца выделяют ДНК, с помощью специальных соединений находят начало и конец гена 16S рРНК и расшифровывают только этот участок генома. Но как вы уже, наверно, догадались, у абсолютно новых бактерий и 16S рРНК новая и таким образом не обнаруживаемая.
Когда выявленные геномы стали классифицировать, выяснилось, что многие из них больше чем на 25% отличаются от известных бактерий, так что пришлось ввести 28 новых фил. Итого на сегодняшний день известно уже примерно 90 фил бактерий. Оптимистичные ученые снова заговорили о том, что скоро все бактерии станут известны. С другой стороны, не исключено, что новые методы поиска могут привести к открытию совершенно нового домена, и тогда мы будем иметь дело с незнакомыми формами жизни, на исследование которых потребуется значительное время.
Фотография одного из новых мини-микробов. Да, они настоящие! И на их поверхности какие-то интересные волоски, наверно, отличающиеся от известных жгутиков и фимбрий бактерий. Длина черного прямоугольника – 100 нм. Фото: Jill Banfield
Про новые бактерии пока что известно только то, что они потрясающе малы и геном их состоит всего из одного миллиона нуклеотидов, что также нетипично мало (так, у E. coli – около 5 млн нуклеотидов). У этих бактерий минимальный набор генов, многих из них не хватает – поэтому, например, им нужна помощь других бактерий, чтобы синтезировать нуклеотиды и аминокислоты. Кстати, эта зависимость от других бактерий также может быть одной из косвенных причин столь позднего обнаружения – бактерии новых видов нельзя вырастить в лаборатории по отдельности и определить.
Таким образом, простое предположение, что бактерии могут быть меньше приблизительно рассчитанного числа, оказалась потрясающе плодотворным. Ученые занимаются исследованием ультрамаленьких бактерий уже несколько лет, но если весной этого года были найдены три новые филы, то сегодняшний успех действительно революционный! Ждем новых открытий, новых доменов, новых дивных миров.
Текст: Кира Кондратьева
По материалам: Quanta Magazine
Научная статья: Nature (Brown et al., 2015)
