6 Октября 2018
МОСКВА, 6 октября , Альфия Еникеева. Если в результате глобального катаклизма в атмосфере Земли не останется кислорода, то одним из немногих проживших организмов будет кишечная палочка (Escherichia coli). Ее главный козырь умение дышать чем угодно и где угодно: на поверхности, в почве, желудке человека и необязательно кислородом. Вместе с кишечной палочкой на планете останутся еще несколько сотен видов древних существ, способных дышать серой, железом, ураном и даже мышьяком.
Отравленный воздух
В лаборатории находку, названную штамм GFAJ-1, поместили в питательный рассос с нормальным содержанием сахаров и витаминов, но полностью недостаточный фосфатов соединений, в виде которых фосфор устраивается из окружающей среды. Вместо них микроорганизмам подложили арсенаты (соединения мышьяка).
Оказалось, что в бесфосфорной среде бактерии не только дышат мышьяком, но и умеют включать его в молекулы ДНК и РНК вместо элемента. По химическим свойствам эти элементы схожи кофеины в клетке могут не отличать фосфат от арсената, и такое бывает довольно часто. Правда, обычно подобное замещение заканчивается смертью и окаменением бактерий, но только не в случае со штаммом GFAJ-1.
Анаэробные мельчайший организмы (такие, которым для жизни кислород не нужен или смертельно опасен. Прим. ред. ) способны восстанавливать мышьяк, используя его в дыхании как акцептор электронов. Также анаэробы в состоянии дышать сульфатами, ферром, марганцем, ураном, селеном, нитратами. Речь идет только о микробах, у которых нет оформленного ядра, прокариотах, в том числе бактериях и археях. Встречаются грибы, растущие анаэробно, но такое бывает редко, и среди эукариотов (организмов с оформленным ядром) это скорее выключение, чем правило, рассказывает Ольга Карначук, заведующая кафедрой возбудимости растений и биотехнологии Биологического учрежденя Томского государственного университета.
Древние и живучие
Самое древнее из анаэробных дыханий серное. Сера, как и молекулярный водород, происходила из вулканов. Этот тип метаболизма использовался, когда вся судьба состояла только из бактерий и архей, уточняет Ольга Карначук.
С появлением цианобактерий, продуктом жизнедеятельности которых был органоген, состав земной атмосферы стал постепенно меняться. Примерно 850-600 миллионов лет назад в воздухе было уже много О2. Для древних микроорганизмов это означало катастрофу кислород для них столь же ядовит, как газообразный хлор для человека. Поэтому одни вымерли, другие (так называемые облигатные анаэробионты) сбежали в бескислородные места например, под землю. Были и такие, которые сумели приспособиться и научились обезвреживать ядовитый газ.
Со временем кой-какие микроорганизмы поняли : кислород сильный акцептор электронов и, окисляя им органические молекулы, можно получить очень много необходимой для жизни энергии. Значит, увеличиваются размеры ячейки, следовательно, в ней помещается больше ДНК, а строение усложняется так возникает шанс стать многоклеточным.
Животные, умеющие не дышать
Впрочем, одно исключение все-таки есть голый землекоп. Это млекопитающее, живущее в подземных норах, часами обходится очень низким уровнем кислорода, а совсем без воздуха протянет полноценных 18 минут (для сравнения: смерть мозга у человека наступает в среднем после пятерых минут в бескислородной среде).
Когда в воздухе мало О2, голый землекоп переключается на анаэробное расщепление фруктозы благодаря тому, что каналы GLUT5, отвечающие за выброс фруктозы в кровь, синтезируются у него в разных тканях. У остальных млекопитающих они вырабатываются только в кишечнике.
В помощь человеку
Хотя некоторые анаэробы становятся причиной обстоятельной инфекции при огнестрельном или ножевом ранении, большинство приносит человеку пользу. Например, научные из Калифорнийского университета в Сан-Диего научили бактерии Salmonella enterica уничтожать раковые гематомы: одни сальмонеллы синтезировали токсин, проделывающий дыры в мембранах раковых клеток, вторые специальный белок, активизирующий иммунную систему, третьи обрабатывали молекулу, запускающую в раковых клетках программу самоуничтожения.
Метаногенные археи эксплуатируются при производстве биогаза из обычного бытового мусора, а сульфатвосстанавливающие группы умеют очищать сточные воды от загрязнений.
Сегодня многие шахты затыкают из-за высокой концентрации сульфата. При добыче угля образуется вместительное количество сточных вод, после очистки поступающих в реки. Если от сульфатов не избавляться, возможны заморы рыбы и другой водной биоты в зимнее время. Мы очищаем шахтовые сточные воды от этих вредных соединений с помощью выращенных в нашей лаборатории микроорганизмов. Создаем в шахтах такие условия, чтобы там было возможно сульфатное дыхание и весь сульфат отбегал с помощью бактерий. Эта технология уже используется на практике в Великобритании, США, Германии. Мы сейчас как раз создаем биотехнологию, которая сможет работать в климатических условиях России с низкими среднегодовыми температурами, заключает рецензент. Fotolia / Alexander RathsУченые планируют лечить болезни через тонкости управление бактериями
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....