Ученые Томского государственного университета (ТГУ) в ходе исследования термофильных бактерий, живущих на угольных пожарах, получили новые фундаментальные данные о спорах. Клетки, приспособленные к выживанию в неблагоприятных условиях, имеют больше возможностей для восстановления, чем считалось ранее. Это может снизить объем технических ограничений при создании новых биопрепаратов. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology (Q1).
Ученые выявили, что споры термофильных бактерий, размножающихся в местах подземных угольных пожаров при температуре +50–60°С, могут прорастать при более низких температурах – около 15–20°С. Это открытие противоречит всем известным биологическим закономерностям, согласно которым без создания комфортных условий споры не растут.
«Бактерии, растения и грибы при определенных условиях могут образовывать споры. Бактерии в виде спор могут выдерживать серьезнейшие температурные и химические нагрузки. Они способны сохраняться на протяжении долгого времени, вплоть до тысячелетий. При благоприятных условиях споры начинают расти и очень быстро превращаются в обыкновенную клетку», – рассказала заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук.
Также ученые ТГУ выяснили, что споры могут преодолевать расстояние и восстанавливаться до бактерии не только попадая в «горячие» точки, но и при температурах, которые считались для термофилов неподходящими.
«Когда уголь горит под землей, кислорода мало, поэтому там образуется угарный газ, а не углекислота. Бактерии едят оксид углерода и сульфат, которого в угле очень много и образуют сероводород, поэтому часто на местах угольных пожаров происходят большие выбросы сероводорода. Ранее считалось, что такие процессы могут происходить только при высокой температуре. Теперь мы знаем, что это не так», – отметила Ольга Карначук.
Подобная ситуация может складываться и с другими бактериями. Это знание важно и для промышленных технологий: биологические препараты на их основе очень хорошо хранятся и для этого не нужно создавать инкапсулированную форму. Если выяснится, что споры других бактерий тоже могут работать в неоптимальных условиях, этот фактор может сыграть важную роль в создании новых биопрепаратов и биотехнологий. В перспективе прикладной точкой использования новых данных может стать создание вакцин на основе спор бактерий, не требующих особого температурного режима при транспортировке и хранении. Чтобы в этом убедиться, необходимы дальнейшие исследования.
Результаты работы важны для регулирования процессов, влияющих на экологическое благополучие жителей в угледобывающих регионах. Создание новых продуктов и биотехнологий реализуется ТГУ в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (национальный проект «Наука и университеты»).
