ИСТИНА

Аноксигенные нитчатые фототрофные бактерии (АНФБ) порядка Chloroflexales относятся к филогенетически обособленной группе Chloroflexi. Считается, что аноксигенные нитчатые фототрофные бактерии (АНФБ) являлись одними из наиболее древних живых организмов, населявших Землю еще в докембрийскую эру, более 3 млрд. лет назад. Из шести известных к настоящему времени родов АНФБ – три являются термофилами (Chloroflexus, Heliothrix, Roseiflexus) и три (Chloronema, Candidatus Chlorotrix и Oscillochloris) – мезофилами. Из мезофильных представителей два рода АНФБ были впервые описаны участниками настоящего проекта. В результате выполнения работ по предыдущему проекту РФФИ (12-04-00249-а) нами были описаны два новых вида АНФБ из различных экосистем – мезофильная Candidatus Chloroploca asiatica, обнаруженная в щелочных гидротермах Байкальской рифтовой зоны и новый вид термофильной АНФБ – Chloroflexus islandicus, обитающий в гейзерном бассейне Строккур в Исландии. Таким образом, удалось существенно расширить видовое разнообразие описанных АНФБ. Для определения функциональной роли АНФБ в микробных сообществах и реконструкции путей эволюции жизни на ранних этапах ее развития необходим тщательный анализ по возможности более широкого массива информации о структуре различных функциональных генов, включающих гены углеродного метаболизма, фотосинтезирующего аппарата и некоторых других. В проекте предлагается продолжить изучение разнообразия АНФБ в новых экосистемах, моделирующих условия существования на ранних этапах эволюции и провести секвенирование и геномный анализ ранее открытых новых видов АНФБ.

Anoxic phototrophic filamentous bacteria (ANFB) Chloroflexales order are phylogenetically separate Chloroflexi group. It is believed that the anoxic phototrophic filamentous bacteria (ANFB) are among the most ancient living organisms inhabiting the Earth back in the Precambrian era, more than 3 billion. Years ago. Of the six currently known genera ANFB - three are thermophiles (Chloroflexus, Heliothrix, Roseiflexus) and three (Chloronema, Candidatus Chlorotrix and Oscillochloris) - mesophiles. Of the two types of mesophilic representatives ANFB were first described by the participants of this project. As a result of the previous work on the project RFBR (12-04-00249-a) we have two new ANFB of different ecosystems have been described - mesophilic Candidatus Chloroploca Asiatica, found in the alkaline hydroterms Baikal Rift Zone and a new kind of thermophilic ANFB - Chloroflexus islandicus, dwelling Strokkur geyser basin in Iceland. Thus, it was possible to significantly expand the diversity described ANFB. To determine the functional role of microbial communities in ANFB and reconstruction of the evolution of life paths in the early stages of its development requires careful analysis of the possibilities of a wider array of information about the structure of various functional genes, including genes of carbon metabolism, photosynthetic apparatus and others. The project proposes to continue to examine the diversity ANFB in new ecosystems, simulating the conditions of existence in the early stages of evolution and carry out the sequencing and genomic analysis of previously discovered new species ANFB.

Будут получены образцы цианобактериальных матов из гиперсоленых и алкалофильных местах обитания и проведено их описание с применением методов световой и электронно-просвечивающей микроскопии. - Будет изучено видовое разнообразие АНФБ в гиперсоленых и алкалофильных местах обитания, расположенных на разных широтах методами молекулярной экологии на основании сравнительного филогенетического анализа рибосомных и функциональных генов. Впервые будут получены данные о температурной стратификации АНФБ в содовых озерах Забайкалья и супралиторальных ваннах Белого моря. Будут определены кандидатные новые виды АНФБ, которые в дальнейшем будут культивироваться в виде накопительных и чистых культур с целью исследования их морфофизиологических свойств для дальнейшего описания новых видов. - Будет разработана методика получения биомассы двух новых видов полученных в результате выполнения работ по предыдущему проекту для целей геномного секвенирования. - Будет разработана методика выделения геномной ДНК и получены геномные библиотеки для двух новых видов АНФБ В последующие два года. - Будут получены накопительные и чистые культуры для представителей новых видов АНФБ, проведен морфофизиологический и филогенетический анализ их таксономического положения. Определение физиологических особенностей новых видов АНФБ, особенно путей метаболизма углерода, липидного состава позволят провести сопоставление с данными палеомикробиологических исследований по составу строматолитов докембрийского периода и провести корректную реконструкцию эволюции АНФБ на ранних этапах развития жизни. - Будут описаны не менее двух новых видов АНФБ из указанных мест обитания. Это позволит закрепить имеющийся приоритет российских исследователей в описании мезофильных форм АНФБ. - В результате проведения полномасштабного секвенирования геномной ДНК новых видов АНФБ будет проведена реконструкция их физиологической роли в микробных сообществах и предложены схемы путей эволюции АНФБ. Полученные результаты будут опубликованы в ведущих рейтинговых зарубежных и российских профильных журналах и представлены на международных и российских конференциях.

В микробиологической части коллектив проводит регулярные полевые исследования умеренных и экстремальных местообитаний фототрофных сообществ на территории Кольского полуострова, Бурятии, Читинской области и Монголии. Среди выделенных микроорганизмов описаны новые рода и виды алкалофильных и галофильных пурпурных бактерий, аэробных бактериохлорофилл-а содержащих бактерий и гелиобактерий. В содовых озерах неоднократно получали накопительные культуры галофильных АНФБ, вероятно, являющиеся новыми видами. Детально изучены традиционными методами сообщества термальных минеральных источников Баргузинской долины и закономерности изменений в составе сообществ в связи с понижением температуры от 70°С до приемлемых для развития мезофилов. Выделены культуры как термофильных так и мезофильных представителей АНФБ. Некоторые из них являются новыми видами. Впервые нами описаны мезофильные АНФБ Osc.trichoides, Chloroflexus islandicus, Candidatus Chloroploca asiatica Chloronema giganteum, Osc.chrysea, ”Chloroflexus aurantiacus forma mesophilus“. Три последних вида до сих пор не выделены в чистую культуры и их филогенетическое положение не уточнено.

Проведены полевые исследования и получены образцы цианобактериальных матов микробных сообществ из распресненных и высокоминерализованных содовых озер Восточной Сибири и супралиторальных ванн Белого моря 2. Осущестьвлен молекулярно-экологический анализ видового разнообразия микробных сообществ полученных образцов перечисленными ранее методами; 3. Получены накопительные культуры АНФБ из указанных микробных сообществ и оптимизированы методы их культивирования. 4. Разработан метод получения биомассы в количествах, достаточных для проведения геномного секвенирование и разрабоан мет выделения ДНК для описанных в результате предыдущего проекта новых изолятов АНФБ (“Candidatus Chloroploca asiatica” gen. nov., sp., nov; штаммы Oscillochoris sp, идентифицированные Сhloroflexi); 5. подготовлены геномные библиотеки для проведения полногеномного секвенирования.