Серные источники Йеллоустоунского парка в Северной Америке выглядят абсолютно непригодными для жизни, но все же существуют микроорганизмы, выживающие в этих горячих кислых водах. И теперь ученые узнали, что им в этом помогает.
В Йеллоустоунском национальном парке есть несколько геотермальных источников, вода в которых, по сути, представляет собой кипящую кислоту. Человек в таких условиях долго не протянет, и в прошлом году мир потрясла новость о неосторожном туристе, упавшем в кислотный источник. Он умер от ожогов, и его тело растворилось всего за ночь.
Однако существуют микроорганизмы, которые живут и даже процветают в едкой воде. Чтобы понять, как им это удается, международная исследовательская группа изучила кислотолюбивый вид архей под названием Sulfolobus acidocaldarius.
Этот микроорганизм — настоящий чемпион выживания: архея прекрасно чувствует себя при 80 градусах Цельсия и очень высокой кислотности среды. Более того, окисляя серу, Sulfolobus acidocaldarius сама производит чистую серную кислоту, в которой и существует.
С помощью методов криоэлектронной микроскопии исследователи изучили загадочные клетки и обнаружили в их составе ранее неизвестный белок, который формировал чрезвычайно прочные волосоподобные структуры. Ученые выделили этот белок из клеток, заморозили при очень низких температурах и визуализировали с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Это позволило создать подробное трехмерное изображение белка с атомарным разрешением.
Оказалось, «волосы» состоят из отдельных сегментов, по форме напоминающих головастиков, и «хвост» одного сегмента вставляется в «голову» следующего. Благодаря этим «волосам» отдельные клетки архей объединяются в прочную биопленку: это позволяет им поддерживать контакт между клетками, обмениваться генетическим материалом и еще больше закислять среду, чтобы не допустить возможных конкурентов.
Новые данные не только позволяют лучше понять, как крошечные организмы существуют в экстремальных условиях, но и могут помочь в разработке прочных и при этом биоразлагаемых наноматериалов.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Автор: Анна Новиковская