Лаборатория геномики микроорганизмов
Заведующий лабораторией - Тощаков Степан Владимирович, кандидат биологических наук

1
Новая группа облигатно анаэробных экстремально
галофильных архей
В сотрудничестве с Институтом микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН и Институтом прибрежных и морских экосистем (Италия) удалось описать новую группу облигатно анаэробных (то есть, не способных жить в присутствии даже минимальных концентраций кислорода) экстремально галофильных архей. Эти древние микроорганизмы обладают ранее не изученным типом метаболизма – их клетки получают энергию, используя элементарную серу и/или тиосульфат в качестве акцептора электрона. Такой тип дыхания ранее не был описан, и по всей видимости, такая метаболическая пластичность позволяет данному микробу успешно расти в разнообразных экстремально засоленных местообитаниях.
Статья опубликована в журнале ISME Journal издательства Nature publishing group, который, обладая импакт фактором 9.664, занимает третье место в рейтинге микробиологических журналов Scopus, публикующих исследовательские статьи. В коллектив авторов также вошли исследователи из крупных научных организаций Испании, Великобритании и Нидерландов.

2
Новые полупаразитические
ацидофильные микроорганизмы
В июле этого года вышла статья в авторитетном научном журнале Nature communications (импакт фактор – 12.224), посвященная новым полупаразитическим ацидофильным микроорганизмам. Нашим коллегам под руководством профессора Петра Голышина из Университета г. Бангор (Великобритания) удалось получить стабильную бинарную культуру, в состав которой входил ацидофильный микроорганизм Mancarchaeum acidiphilum, которого до сих пор еще никому не удавалось культивировать. В рамках исследования сотрудники лаборатории занимались биоинформатическим анализом.
В частности, удалось выявить очень распространенный в ацидофильных микробных сообществах и, по-видимому – мобильный, то есть способный «перепрыгивать» из генома в геном кластер генов, отвечающих за устойчивость микроба к повышенным концентрациям меди (т.н. «островок устойчивости к меди», copper fitness island).

Степан Тощаков
Заведующий лабораторией
Вполне вероятно, что эта находка может внести вклад в развитие технологий биоремедиации природных экосистем от загрязнения тяжёлыми металлами. Биоинформатический анализ генома также помог установить «образ жизни» данного микроорганизма. Этот микроб обладает множеством признаков паразитического образа жизни – у него уменьшенный геном, отсутствуют гены ряда важных метаболических путей. При этом, он является свободноживущим, хоть и не может жить без «партнера», археи Cuniculiplasma divulgatum. Это говорит о том, что «нахлебничество», или комменсализм является очень древней стратегией выживания не только у высших организмов, но и у микробов. Стоит отметить, что в этой работе был опубликован первый в мире полный геном микроорганизма этой древней группы архей.
В работе участвовали специалисты из Национального центра биотехнологической информации (США), Института микробиологии имени им. С.Н.Виноградского РАН, Института Прибрежных и Морских Экосистем (Италия).

3
Геном нефтеразлагающего
микроба Oleiphilusmessinensis
Микробы, способные употреблять в пищу нефть, в последнее время являются чрезвычайно важным объектом исследования. Регулярные антропогенные и природные разливы нефти в Мировом Океане создают запрос для разработки эффективных технологий биоремедиации, то есть – устранения загрязнений при помощи живых организмов. В таких технологиях ключевую роль играют микроорганизмы, способные метаболизировать загрязняющее вещество. В 2017 году в ЛГМ был исследован геном нефтеразлагающего микроба Oleiphilus messinensis, который изначально был изолирован из загрязненной нефтью морской воды порта г. Мессина (Сицилия). Удалось описать гены, продукты которых (ферменты) могут окислять насыщенные углеводороды (алканы) и метаболизировать их.
Кроме того, оказалось, что этот микроорганизм обладает самый большим и пластичным геномом из всех родственных ему морских нефтеразлагающих микроорганизмов и, в результате этого, способен быстро адаптироваться к постоянно меняющимся условиям морской среды.
В коллектив авторов работы помимо сотрудников БФУ им. И.Канта вошли специалисты из Унверситета г. Бангор (Великобритания), Института Катализа (Испания), Института прибрежных и морских экосистем (Италия).
Статья о результатах исследования

4
Хитиназы
Балтийское море тоже не обошли вниманием. В небольшой, но тем не менее уже процитированной работе в журнале «Микробиология» (входит в WoS и Scopus), вышедшей в январе 2017, студентка ЛГМ Алина Теплюк исследовала разнообразие микробных хитиназ донных осадков Балтийского моря. Хитиназы – ферменты, играющие ключевую роль в деградации хитина, одного из самых распространенных полисахаридов на Земле. Несомненно, знания об их разнообразии и представленности в микробных сообществах помогут не только пролить свет на процессы деструкции морского хитина, но и сыграть роль в разработке процессов утилизации пищевых отходов.
Работа была подготовлена в коллаборации с коллегами из Атлантического отделения ИО РАН и из Института Микробиологии РАН.
Планы на 2018 год
В 2018 году коллектив лаборатории геномики микроорганизмов планирует развивать основные сложившиеся направления работы:
DPANN
исследование ацидофильных микробных сообществ, в частности новых, «полупаразитических» архей суперфилума DPANN
Галофилы
исследование галофильных микроорганизмов
Нефтеразлагающие
микроорганизмы
исследование нефтеразлагающих микроорганизмов