Туннель в вечной мерзлоте Инженерного корпуса армии США недалеко от Фэрбенкса, Аляска

Вечная мерзлота — замороженная смесь почвы, льда и камней, которая покрывает почти четверть суши в северном полушарии — продолжает привлекать внимание ученых, что неудивительно: это своеобразное ледяное кладбище, на котором застыли во времени останки животных и растений, а также множество бактерий и других микроорганизмов.

Однако если к останкам животных и растений слово «кладбище» все-таки применимо, то для микроорганизмов, пожалуй, вернее говорить о месте для сна: собранные специалистами Университета Колорадо в Боулдере микробы, которые до того провели во льду десятки тысяч лет, оказались вовсе не мертвыми — спустя несколько месяцев после оттаивания клетки начали активно расти и формировать колонии. 

«Это ни в коем случае не мертвые образцы», — утверждает Тристан Каро, ведущий автор исследования. «Они все еще вполне способны поддерживать активную жизнь, в том числе, разлагать органические вещества и выделять их в виде углекислого газа».

Ученый берет образец со стен туннеля в вечной мерзлоте

Для проведения работ ученые отправились в уникальное место — туннель вечной мерзлоты Инженерного корпуса армии США на Аляске. Этот исследовательский объект уходит более чем на 100 метров в замерзшую землю. В стенах туннеля видны кости древних бизонов и мамонтов. «Первое, что вы замечаете, когда входите туда, — это ужасный запах. Пахнет как затхлый подвал, который слишком долго стоял закрытым», — вспоминает Каро. «Для микробиолога это очень важный момент, потому что интересные запахи часто имеют микробное происхождение».

Специалисты собрали образцы вечной мерзлоты возрастом от нескольких тысяч до десятков тысяч лет, добавили к ним воду и инкубировали при температурах 4 и 12 градусов Цельсия — прохладно для людей, но для Арктики вполне тепло. «Мы хотели смоделировать температуры, типичные для аляскинского лета и ситуацию, когда вечная мерзлота по климатическим причинам оттаяла», — объясняет Каро.

Результаты оказались удивительными. В первые месяцы колонии микробов росли крайне медленно — в них обновлялось лишь около одной клетки из 100 000 в день. Для сравнения: в лаборатории большинство бактериальных колоний полностью обновляются за несколько часов. Но к шестому месяцу ситуация изменилась. Бактериальные колонии ожили, стали активно расти, а некоторые из них даже образовали слизистые структуры — биопленки, — которые можно было увидеть невооруженным глазом.

Спустя полгода ожившие микроорганизмы уже активно создавали колонии

Интересно, что при более высоких температурах бактериальные колонии быстрее не просыпались. Другими словами, один аномально жаркий день во время прохладного в целом аляскинского лета кардинально ситуацию не поменяет. Гораздо большее значение имеет постепенное удлинение летнего сезона, когда теплые температуры распространяются на осень и весну, из-за чего слои вечной мерзлоты постепенно начинают оттаивать.

Сегодня вечная мерзлота тает с тревожной скоростью из-за изменения климата, вызванного человеком. Ученые опасаются, что это может запустить порочный круг: по мере таяния вечной мерзлоты замерзшие в ней микробы оживут, начнут активно разлагать органические вещества, выбрасывая в атмосферу углекислый газ и метан — мощные парниковые газы, тем самым усиливая климатические изменения.

Ранее ученые объяснили, как долго хранятся молекулы ДНК.

Исследовательская группа отобрала ряд белков, входящих в состав миторибосом дрожжей, а также некоторое количество временных партнеров этих комплексов. Геномы выбранных белков были искусственно изменены путем добавления последовательности, кодирующей особую метку. Далее антитела закрепляли на специальной подложке, на которую наносились фракции миторибосом, выделенных из клеток дрожжей и несущих в своем составе один из меченых белков. Так, к подложке через антитела присоединились только те миторибосомы, которые содержали белок с указанной меткой. Это позволило выделить фракции миторибосом, однозначно содержащие заданные рибосомные или временно ассоциированные белки. Анализ полученных данных показал, что различные фракции миторибосом содержат различающиеся комплекты рибосомных белков.

«Мы получили очень странные, но очень интересные результаты. Всегда считалось, что в одной и той же клетке (или митохондрии) не могут существовать рибосомы разного белкового состава, а наши данные однозначно указывают на то, что такая ситуация все же возможна. Теперь перед нами стоит задача понять, в чем функциональное значение этого феномена», — комментирует руководитель группы, выполнявшей исследование, профессор биологического факультета МГУ Петр Каменский.

Ученые предполагают, что в митохондриях дрожжей произошло уникальное эволюционное событие, которое привело к развитию специализированного механизма трансляции. В результате этого разные виды белков теперь синтезируются различными видами рибосом, отличающимися своим составом.

Ранее российские ученые создали новые соединения для борьбы с оспой.