-А почему они в ледниках сохранились, а в нашей среде в свое время погибли?
- А это неизвестно. Когда начали выделять и изолировать микроорганизмы из янтаря, из солей, оказалось, что они не сильно отличаются от современных. Это уже связано с эволюцией самих бактерий, потому что бактерии, имея состояние анабиоза, не обязательно вымирают. Изменились условия, и какая-то их часть осталась, и они находятся в этих нишах, не размножаясь. А если условия изменятся ещё раз, например, их зальёт водой, они станут снова размножаться. Интересна и необычна эволюция бактерий. Геном у них очень компактный. Предположим, у бактерии есть тысяча генов, казалось бы, ей ещё бы набрать, чтобы стать более приспособленной. Но есть два процесса. С одной стороны, они берут чужие гены, путем обмена ДНК, но одновременно происходит и процесс изымания генов.
- Владимир Евгеньевич, Вы говорите, что древние и современные бактерии очень похожи, зачем же тогда искать первые?
- Те уже выжили, и мы не знаем, благодаря каким свойствам. То ли у них репарация сильно развита, то ли избыточный геном... Последовательность хромосомной ДНК Bacillus F секвенирована несколько дней назад, насколько сильно она отличается (или не отличается) от современных сородичей, предстоит расшифровать. Удобный метод изучения — 16 S РНК, но он давно уже не выдерживает критики. Он заключается в идентификации таксонов по последовательности 16 S РНК. Это такой участок генома, консервативный, он есть практически у всех, оказалось, что по этим буквам можно определить, к какому роду и виду относится изучаемый объект.
- Почему он тогда не выдерживает критики?
- В некоторых бактериях 16 S РНК — это не один ген, а несколько. Если мы секвенируем один участок 16 S, второй может отличаться от других и даже может быть взят вообще от бактерии другого вида. У бактерии (за небольшим исключением) нет полового процесса в традиционном смысле, у них есть так называемый горизонтальный перенос генов, это значит, что бактерии необычайно много меняются наборами генов, этот целенаправленный процесс позволяет им выжить в изменяющихся условиях. Они делятся генами не только между бактериями самых отдаленных родов, а также могут брать ДНК и у архей, это другое царство, и у эукариотов. Процент чужеродного в каждой бактерии достигает до 20 и иногда больше. Они очень часто обмениваются генами, и эти участки позволяют им долго существовать. Могу привести любопытный пример. Некоторые растения растут при температуре 55˚С, а при низких температурах вымирают. В клубнях таких растений живут термофильные бактерии. Может быть, именно они обуславливают возможность жизни при высоких температурах.
- Какие свойства ожидается найти у этих бактерий?
- Главное — мы хотим узнать, почему они так долго живут, и использовать это знание для медицины. Возможно, удастся увеличить продолжительность жизни, но не просто продлить жизнь, а повысить её качество. Это же ужасно, когда люди долго живут и сильно мучаются от всевозможных болезней. А эксперименты показали, что не только жизнь мышей, которым ввели Bacillus F, видимо, продлилась, но и увеличились активность животных. Поведенческие реакции, сексуальная активность у старых подопытных восстанавливается.
- И защитные функции.
- Да, а почему, мы не знаем. Сейчас наши коллеги Анатолий Викторович Брушков и Геннадий Иванович Грива в Каролинском институте в Швеции, там полностью секвенирован геном, и надо будет посмотреть, чем же он отличается от уже известных нам. Установить и объяснить сходство и различие бактерий между собой — само по себе является нетривиальной научной задачей. Например, был обнаружен удивительный и необъясненный факт — в замороженном мозгу мамонта нашлось семь типов бактерий, которые очень между собой похожи, такое ощущение, что из одной бактерии взяли гены и переставили в другую. Идентифицируешь их по 16 S РНК, анализ показывает, что это псевдомонада, а смотришь по другим биохимическим признаком, она сильно отличается от псевдомонады, но именно свойствами, которые присущи другой бактерии, которая выделилась из того же мозга.
- Перемешались?
- Да, и это очень необычно. Но в микробиологии есть и, казалось бы, незыблемые факты, которые опровергаются впоследствии наукой. Например, считалось, что споры бывают только у грамположительных бактерий. Причём, за спорообразование отвечает не меньше 20 генов, а наши последние исследования показывают, что споры могут образовываться и у грамотрицательных бактерий. Это значит, что гены каким-то образом переместились в другой организм. Наши президент и премьер-министр говорят о том, что надо коммерциализировать науку, и с нашей бактерией это как раз возможно, потому что она обладает востребованными для этого свойствами. Но, конечно, надо разобраться, в чем дело. Потому что если внедрять её в медицину без предварительных исследований, это может плохо кончиться. Мы каким-то образом пытаемся это сделать. Думаю, это удастся, ведь есть примеры, когда бактерия использовалась для пользы человека, пробиотики, например, активно применяются, это кисломолочные продукты для поддержания и увеличения иммунитета и для борьбы с патогенными микробами.
Читать дальше
