В Томской области на глубине почти 3 км описали новый вид архей, производящих метан

Микроорганизмы обнаружили в пробах воды из скважины у поселка Парабель на севере Томской области. Они обитают на глубине почти 3 км, в горячей воде, без света и кислорода.

Исследование выполнили специалисты Томского государственного университета (ТГУ) и Пущинского института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. Скрябина Российской академии наук.

Руководительница проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологий и биоинформатики Биологического института ТГУ О. Карначук сообщила, что метагеномный анализ выявил долю архей рода Methanothermobacter в микробном сообществе воды на уровне 25,54%. Ученые установили, что микроорганизм относится к неизвестному ранее виду: сходство с ближайшим родственником Methanothermobacter marburgensis составляет лишь 92,66% (ANI).

Для получения живой культуры исследователи ожидали появления метана на протяжении 12 мес. при 55°C, после чего выполнили пересевы с антибиотиками. Выращенный микроб оказался почти идентичен предсказанному по геному: совпадение составило 99,96%. Это подтвердило, что именно он преобладает в глубинной воде.

Новый вид получил название Methanothermobacter tomskensis - в честь Томской области. Эта архея питается водородом и углекислым газом, которые поднимаются из недр Земли, и выделяет метан.

Скорость процесса ученые измерили с помощью радиоактивной метки - она составила около 5,45 наномоля метана на литр в сутки. О. Карначук назвала показатель серьезным: он сопоставим с активностью метаногенов в донных отложениях обычных озер и морей, то есть в средах, где метаногенез протекает активно.

По словам О. Карначук, изотопный анализ метана показал, что половина газа в пробе имеет биологическое происхождение, а вторая половина - глубинное происхождение, из недр Земли. Она отметила, что на глубине нескольких километров под землей работает живой метановый реактор. Он огромен: фактически это Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью около 3 млн км². Такой реактор является неучтенным источником эмиссии метана. Даже если не весь произведенный объем выбрасывается в атмосферу, вклад невидимых подземных обитателей в цикл углерода на планете довольно значительный.

Новый вид археи изучен и описан микробиологами ТГУ в рамках проекта по культивированию, характеристике физиологии и геохимической активности трудно культивируемых экстремофильных бактерий, поддержанного Российским научным фондом. Результаты исследования опубликованы в журнале Bioresource Technology Reports (Q1, IF: 5).

Археи представляют собой домен одноклеточных микроорганизмов, который часто рассматривают отдельно от бактерий. Многие археи способны существовать в экстремальных условиях, включая высокие температуры и отсутствие кислорода, а часть из них участвует в образовании метана.