Сотрудники кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ — участники НОШ «Биология» — пришли к выводу, что одним из механизмов, способствующих выживанию Haematococcus lacustris в экстремальном месте обитания, является формирование альго-бактериальных сообществ.
В ходе работы были изучены пробы природных сообществ микроводоросли H. lacustris, собранные в окрестностях ББС имени Н. А. Перцова МГУ, и полученные из них лабораторные культуры данного фотосинтезирующего организма. Морфологический анализ методами световой микроскопии позволил изучить структуру сообществ, а также подтвердить роль H. lacustris в качестве эдификатора сообществ, то есть средообразующего растительного организма. Таксономический состав прокариот данных сообществ, выполненный методами воспроизводительного секвенирования (NGS), показал постоянное присутствие во всех пробах бактерий семейства Comamonadaceae. Данные микроорганизмы известны своей способностью образовывать метаболические связи с различными фотоавтотрофными организмами, однако в микробиоме, то есть в бактериальном сообществе, они обнаружены впервые. Представители Comamonadaceae были отмечены как в природных сообществах микроводоросли, так и в лабораторных культурах, причем в последних они являлись абсолютными доминантами среди сопутствующих бактерий.
«Этот факт указывает на важную роль данной группы прокариот для жизнедеятельности микроводоросли H. lacustris, а также, возможно, для накопления астаксантина. С помощью методов электронной микроскопии показано наличие клеток бактерий на поверхности клеток фотосинтезирующего организма как во влажных природных образцах, так и в пересохших корочках, образующихся в природных местообитаниях в засушливую погоду. Обнаруженная закономерность свидетельствует о постоянстве альго-бактериальных связей в сообществе микроводоросли», — пояснила Анна Зайцева, ведущий специалист кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
Исследования были выполнены в группе симбиологии и клеточной инженерии кафедры биоинженерии биофака МГУ с использованием оснащения лаборатории электронной микроскопии и Центра микроскопии ББС МГУ.
«Мы выявили компоненты корового микробиома микроводоросли H. Lacustris — то есть бактерии, постоянно сопутствующие ей в природных и лабораторных условиях. Полученные данные представляют интерес с точки зрения фундаментальных экологических исследований, а также важны для решения прикладных биотехнологических задач по получению мощнейшего природного антиоксиданта — астаксантина. Мы планируем продолжать наши исследования и получать новые данные о структуре и функционировании данных сообществ для создания рентабельных фотобиотехнологий», — отметила руководитель проекта Елена Лобакова, профессор, доктор биологических наук, заместитель заведующего кафедрой биоинженерии биофака МГУ.