Учёные медико-биологического факультета ВГУ под руководством профессора кафедры биохимии и физиологии клетки Маргариты Грабович стали победителями конкурса на получение грантов Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами». Их проект под названием «Геномика и физиология нитчатых бесцветных серобактерий» планируется реализовать до 2022 года.
Представители нитчатых бесцветных сероокисляющих бактерий (БСБ) часто доминируют в сероводородных биотопах. Плотные популяции этих бактерий могут выступать в качестве эффективных фильтров между отложениями и водной толщей, предотвращая проникновение в водоем токсичного сероводорода. Обилие этого газа вызывает массовую гибель рыбы и других живых существ. Нитчатые бактерии являются классическим объектом научных изысканий микробиологов, начиная со времен основателя экологии микроорганизмов Сергея Виноградского, который использовал их в исследованиях, завершившихся открытием хемосинтеза. Парадоксально, но до настоящего времени ученым доступны лишь единичные чистые культуры БСБ, выращенные в искусственной среде. Большинство этой группы представляют некультивируемые формы. Соответственно получить информацию об их метаболизме невозможно без привлечения молекулярно-биологических методов, основанных на анализе геномов этих бактерий.
Одной из интереснейших групп нитчатых бесцветных бактерий являются представители рода Thiothrix. Их и планируют досконально изучить исследователи нашего университета:
– В настоящем проекте мы планируем решить проблемы филогеномики, то есть систематики рода Thiothrix путем сборки геномов высокого качества из метагенома (набор генов всех микроорганизмов, находящихся в образце среды и определения последовательности полных геномов новых чистых культур). Анализ геномов позволит расшифровать пути метаболизма и определить эволюционное развитие рода Thiothrix, – комментирует руководитель проекта Маргарита Грабович.
Группа из ВГУ под руководством Маргариты Юрьевны единственная в России владеет методиками выделения бесцветных серобактерий. На протяжении многих лет в лаборатории Воронежского государственного университета поддерживается международная коллекция чистых культур БСБ, относящихся к семействам Thiothrichaceae и Beggiatoaceae. Ученые нашего университета относятся к мировым лидерам в области систематики БСБ. Из трех видов семейства Beggiatoacea, доступных на данный момент в чистой культуре, два (Beggiatoa leptomitoformis и Thioflexithrix psekupsensis) были выделены и описаны под руководством Маргариты Юрьевны. Микробиологами кафедры биохимии и физиологии клетки выделены и описаны два из пяти видов, относящихся к роду Thiothrix: T.caldifontis и T.lacustris (Chernousova et al., 2009). Научная группа в совершенстве владеет навыками биохимического и физико-химического анализа активности ферментов основных путей метаболизма серы, углерода и азота.
– Большая часть объектов, которые планируется исследовать в ходе выполнения проекта, это рекреационные объекты. Мониторинг физико-химических параметров воды и состава микробных сообществ позволит убедиться в их безопасности для отдыхающих, – отметила Маргарита Юрьевна.
Ученые нашего университета планируют проанализировать образцы микробных матов (биоценозов, похожих на пленки плесени, которые находятся на дне водоёмов или в их прибрежной зоне), образованных БСБ, из сульфидных источников в Кемерово, в Иловлинском районе Волгоградской области, Красноусольском районе Башкирии, на Белом море и в городе Горячий Ключ Краснодарского края. Исследователи также хотят определить основные физико-химические показатели воды (температура, общая минерализация, соленость, концентрация сульфида и кислорода, рН, содержание основных ионов и элементный состав).
– Наша работа поспособствует развитию методов геномики и метагеномики, откроет новые возможности для получения полных геномов большого числа бактерий и их использования для филогенетических исследований. Задача построения полногеномной филогении рода Thiothrix обладает новизной и соответствует новейшим тенденциям в области систематики и эволюции микроорганизмов, – резюмировала ученый.