Исследователи из Университета Мигеля Эрнандеса в Эльче впервые расшифровали генетическую стратегию, благодаря которой бактерии SAR11 — самые многочисленные микроорганизмы в Мировом океане — смогли добиться столь широкого распространения и устойчивости к изменениям окружающей среды. Работа опубликована в журнале Microbiome.
С помощью секвенирования генов отдельных клеток ученые смогли изучить геном бактерий в пробах из Средиземного моря. Оказалось, что SAR11 обладают уникальной организацией генома: они объединены общим “генетическим ядром”, составляющим 81% генома, и множеством крошечных “гибких” участков — геномных островков, каждый из которых содержит лишь один адаптивный ген.
Эта структура позволяет различным штаммам SAR11 сосуществовать в одном месте без конкуренции, быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды и сохранять устойчивость к экологическим стрессам. По словам аспирантки Кармен Молина Пардинес, первой авторки статьи, “гибкие гены всегда располагаются в одинаковых позициях в геноме и несут схожие функции, хотя и представлены разными версиями”.
Такое “поликлональное” строение популяций — наличие множества генетических вариантов внутри одной экосистемы — создает богатый генетический резерв, необходимый для устойчивости и быстрой адаптации к климатическим изменениям, дефициту питательных веществ и другим внешним факторам.
Бактерии SAR11, несмотря на свой микроскопический размер, играют колоссальную роль в жизни океана — они составляют до 40% всех прокариот в верхних слоях воды и обеспечивают до 98% первичной морской продуктивности. Благодаря исследованию стало ясно, почему именно эти бактерии стали доминирующими: их генетическая архитектура идеально подходит для жизни в бедных питательными веществами морях, таких как Средиземное.
Ранее ученые обнаружили память у молекул мозга.