Biologi z Irkutske državne univerze so skupaj s kolegi z univerze v Severni Floridi (ZDA) preučevali presnovo aktinobakterij Baikal, velikih mikroorganizmov, ki so sposobni sintetizirati biološko aktivne snovi. Izkazalo se je, da jim primanjkuje genov za encime, ki so običajni za to skupino, ki so odgovorni za proizvodnjo antibiotikov. To pomeni, da se ti mikroorganizmi borijo z mikrobi s pomočjo drugih beljakovin in po možnosti spojin, ki jih znanost še ne pozna. Članek je bil objavljen v mikrobiologiji Aquatic. To delo je bilo podprto s štipendijo Ruske znanstvene fundacije.
Aktinobakterije so razred bakterij velike velikosti in zapletenih oblik, ki imajo sposobnost uničevanja strupenih spojin, ki onesnažujejo okolje. So proizvajalci sekundarnih presnovnih produktov, ki jih ne potrebujejo za rast in razvoj, vendar opravljajo nekatere druge funkcije. Med temi spojinami so rastni dejavniki, ki spodbujajo različne celične procese in feromone za "kemično komunikacijo". Človek uporablja lastnost teh snovi za zatiranje rasti patogenih bakterij in gliv ter jih uporablja v medicini. V tem delu so znanstveniki preučevali tvorbo sekundarnih produktov presnove v 24 sevih aktinobakterij, izoliranih iz nahajališč Bajkalskega jezera. Znanstveniki so jo primerjali s procesi v morskih in sladkovodnih organizmih.
„Dosedanje raziskave so poudarile ekološke in geografske vzorce razširjanja aktinobakterij iz kopenskih in morskih ekosistemov. Vendar pa predstavniki tega razreda sladkovodnih sedimentov še vedno niso dovolj raziskani, "pravi Maxim Timofeev, vodja projekta v okviru štipendije Ruske znanstvene fundacije, doktor bioloških znanosti, direktor Raziskovalnega inštituta za biologijo Irkutske državne univerze. Vzorci so bili odstranjeni z dna jezera na globini 200 metrov. Za pridobitev kolonij aktinobakterij smo usedline postavili na hranilni medij, kar je omogočilo zatiranje rasti drugih mikroorganizmov. Tri dni pozneje so iz kolonij izolirali DNK in z molekularnimi metodami ugotovili, ali obstajajo geni, specifični za aktinobakterije - na ta način lahko zagotovite, da so bakterije, potrebne za raziskave, rasle. V tem primeru in v samem poskusu so se verige DNK "pomnožile"ker je v sami celici premalo materiala za analizo, umetno kopiranje molekule pa rešuje težavo.
Raziskovalci so bili pozorni na gene, ki so povezani s sintezo biološko aktivnih spojin. Ugotovili so, da izolirani sevi aktinobakterij Baikal nimajo genov od halogenaz, odvisnih od FAD. Ti encimi porabljajo energijo, shranjeno v FAD, in so odgovorni za povezavo z različnimi molekuli halogena, kot sta klor in brom. Kot rezultat dobimo antibiotike, kot so tetraciklini, kloramfenikol in drugi. Večina halogenaz se nahaja v morskih mikroorganizmih. Dejstvo, da v Baikalu niso prisotne aktinobakterije, priča o njihovi prilagodljivosti življenju v vodi z nizko vsebnostjo soli. Hkrati so opazili biološko aktivnost pri 75% sevov aktinobakterij, izoliranih med študijo. To pomeni, da se je manifestirala na račun drugih encimov.
»Navadne aktinobakterije lahko vključijo atome halogena v kemijske molekule, ki jih sintetizirajo. Pomanjkanje te sposobnosti baikalnih aktinobakterij je njihova edinstvena razlika, kar govori o dolgem razvoju teh vrst v ultrasvetem okolju. Posebnosti baikalnih aktinobakterij nam omogočajo, da govorimo o njihovem pomembnem potencialu za proizvodnjo antibiotikov in naravnih spojin, ki jih znanost ne pozna, pravi Maxim Timofeev.
Avtor: Aleksej Paevski
