Цианобактерии являются перспективными микроорганизмами для фотосинтетической биопродукции.
Они осуществляют кислородный фотосинтез, который, по общему мнению, является наиболее важным метаболическим новшеством в истории Земли. Используя CO₂ в качестве источника углерода, свет в качестве источника энергии и воду в качестве донора электронов, они строят сложные системы, преобразуя широко распространенные материалы в разнообразные субстраты. Цианобактерии потенциально могут стать источником множества новых безуглеродных технологий.
Расступитесь обычные океанские организмы, выделяющие кислород: появился новый зеленый, громоздкий мутант Synechococcus elongatus, который накапливает больше углерода и тонет быстрее, чем другие штаммы. Этот мутант, получивший название «Чонкус»(Chonkus) от исследователей, обнаруживших его, может обладать как раз той комбинацией признаков, которая поможет решить некоторые из самых насущных проблем человечества. В частности, Чонкус может помочь в борьбе с изменением климата, сообщают микробиолог Макс Шуберт из Института Уисса в Гарварде и его коллеги в исследовании, опубликованном 29 октября в журнале Applied and Environmental Microbiology.
Чонкус был обнаружен на мелководье у побережья итальянского острова Вулькано, где в море просачиваются грунтовые воды, богатые вулканическим газом. Шуберт и его коллеги подозревали, что это благодатная среда для поиска фотосинтезирующих микробов, потребляющих углерод. Оказалось, что в водах, собранных из этих просачивающихся вод, содержится спонтанно мутировавший штамм Synechococcus elongatus - вида фотосинтезирующих бактерий, которые лежат в основе океанических пищевых сетей по всему миру.
S. elongatus - любимый лабораторный организм, потому что он быстро растет и устойчив к стрессовым факторам окружающей среды. А новый мутант Чонкус, как выяснилось, представляет собой его супермощную версию. Когда исследователи культивировали этот штамм в лаборатории, его клетки были крупнее, чем у других быстрорастущих цианобактерий, и он образовывал более крупные колонии. Мутант также содержал больше углерода, чем другие штаммы S. elongatus, который, по-видимому, накапливался в белых гранулах внутри его клеток. Штамм также был тяжелым: при помещении в пробирку цианобактерии быстро опускались на дно, образуя плотный осадок.
Чонкус (справа) быстро оседает на дно пробирки, наполненной водой, по сравнению с другим штаммом цианобактерий (слева). Такое быстрое накопление осадка может сделать его более полезным для поглощения углекислого газа в атмосфере. Фото: Ted Chavkin
По мнению исследователей эти особенности могут сделать Чонкус особенно эффективным для поглощения углерода в океане. Он не только способен поглощать гораздо больше углерода, чем обычные океанские цианобактерии, но и быстро оседает на дно, что означает, что он также может быстро улавливать углерод из атмосферы. По мнению исследователей, открытие Чонкуса позволяет предположить, что в океанских водах, богатых углекислым газом, могут обитать и другие редкие и полезные организмы, в том числе и те, которые могут помочь в удалении углекислого газа из морской среды. И когда дело доходит до предотвращения худших последствий изменения климата, такие организмы могут оказаться теми, кто нам нужен.
