Микроорганизмы получают кислород
Оригинальный путь окисления метана теоретически мог позволить этим бактериям существовать на Земле и других планетах и их спутниках при отсутствии свободного кислорода.
До настоящего момента были известны три способа получения кислорода организмами: фотосинтез, восстановление хлорат-ионов (ClO3- и ClO4-) и ферментативная детоксикация активных форм кислорода. M. oxyfera нельзя отнести ни к одной из этих групп.
Оригинальный путь окисления метана теоретически мог позволить этим бактериям существовать на Земле и других планетах и их спутниках при отсутствии свободного кислорода.
До настоящего момента были известны три способа получения кислорода организмами: фотосинтез, восстановление хлорат-ионов (ClO3- и ClO4-) и ферментативная детоксикация активных форм кислорода. M. oxyfera нельзя отнести ни к одной из этих групп.
Заинтересовавшие ученых организмы обитают в слое ила на дне рек и озер, где у них есть доступ к метану и нитритам. Все описанные ранее метанотрофные бактерии можно разделить на два класса: первые проводят анаэробное окисление метана при отсутствии молекулярного кислорода в «сотрудничестве» с денитрифицирующими (восстанавливающими нитраты до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота) микроорганизмами, а вторые полагаются на кислород, находящийся в атмосфере. M. oxyfera делают все самостоятельно и в анаэробных условиях; с помощью неизвестного фермента они получают азот и О2 из окиси азота, а затем, пользуясь этим кислородом, преобразуют метан (см. рис. ниже). «Это чрезвычайно интересная форма метаболизма, — комментирует микробиолог Дэвид Вэлентайн (David Valentine) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США), не принимавший участия в исследовании. — Она, по существу, анаэробная, но в процессе преобразуется в аэробную».
Свое открытие авторы сделали после длительных наблюдений за ростом бактерий, которые были доставлены вместе с илом и помещены в стеклянные сосуды, где находились нитриты и метан, но не было кислорода. Ученые также расшифровали геном M. oxyfera, содержащий 2 752 854 пары оснований, и сравнили его с геномами других микроорганизмов, которые перерабатывают метан или выделяют азот. «Результаты расшифровки казались парадоксальными, — рассказывает участница исследования Катарина Эттвиг (Katharina Ettwig) из Университета Неймегена (Нидерланды). — У M. oxyfera было все необходимое для того, чтобы жить в кислородной атмосфере, но самого кислорода в эксперименте бактерии не получали. Это и заставило нас задуматься о новом пути окисления метана».
Работа ученых затрагивает некоторые вопросы эволюции жизни на Земле. Метанотрофные организмы такого типа могли появиться очень давно, еще в те времена, когда кислорода в атмосфере нашей планеты не хватало; с другой стороны, появление нового пути анаэробного окисления метана может быть связано с хозяйственной деятельностью человека (использованием удобрений). Авторы не берутся судить о том, какое из этих предположений истинно.
До настоящего момента были известны три способа получения кислорода организмами: фотосинтез, восстановление хлорат-ионов (ClO3- и ClO4-) и ферментативная детоксикация активных форм кислорода. M. oxyfera нельзя отнести ни к одной из этих групп.
Оригинальный путь окисления метана теоретически мог позволить этим бактериям существовать на Земле и других планетах и их спутниках при отсутствии свободного кислорода.
До настоящего момента были известны три способа получения кислорода организмами: фотосинтез, восстановление хлорат-ионов (ClO3- и ClO4-) и ферментативная детоксикация активных форм кислорода. M. oxyfera нельзя отнести ни к одной из этих групп.
Заинтересовавшие ученых организмы обитают в слое ила на дне рек и озер, где у них есть доступ к метану и нитритам. Все описанные ранее метанотрофные бактерии можно разделить на два класса: первые проводят анаэробное окисление метана при отсутствии молекулярного кислорода в «сотрудничестве» с денитрифицирующими (восстанавливающими нитраты до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота) микроорганизмами, а вторые полагаются на кислород, находящийся в атмосфере. M. oxyfera делают все самостоятельно и в анаэробных условиях; с помощью неизвестного фермента они получают азот и О2 из окиси азота, а затем, пользуясь этим кислородом, преобразуют метан (см. рис. ниже). «Это чрезвычайно интересная форма метаболизма, — комментирует микробиолог Дэвид Вэлентайн (David Valentine) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США), не принимавший участия в исследовании. — Она, по существу, анаэробная, но в процессе преобразуется в аэробную».
Свое открытие авторы сделали после длительных наблюдений за ростом бактерий, которые были доставлены вместе с илом и помещены в стеклянные сосуды, где находились нитриты и метан, но не было кислорода. Ученые также расшифровали геном M. oxyfera, содержащий 2 752 854 пары оснований, и сравнили его с геномами других микроорганизмов, которые перерабатывают метан или выделяют азот. «Результаты расшифровки казались парадоксальными, — рассказывает участница исследования Катарина Эттвиг (Katharina Ettwig) из Университета Неймегена (Нидерланды). — У M. oxyfera было все необходимое для того, чтобы жить в кислородной атмосфере, но самого кислорода в эксперименте бактерии не получали. Это и заставило нас задуматься о новом пути окисления метана».
Работа ученых затрагивает некоторые вопросы эволюции жизни на Земле. Метанотрофные организмы такого типа могли появиться очень давно, еще в те времена, когда кислорода в атмосфере нашей планеты не хватало; с другой стороны, появление нового пути анаэробного окисления метана может быть связано с хозяйственной деятельностью человека (использованием удобрений). Авторы не берутся судить о том, какое из этих предположений истинно.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
