gh МУТАНТЫ ИЗ БАЙКАЛА И НЬЯСЫ

Микробами, живущими в озере Байкал, заинтересовались биологи из Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН в Иркутске. В байкальской воде и осадках они обнаружили микроорганизмы с уникальными ферментами-рестриктазами, которые могут пригодиться для решения самых разных задач в биотехнологии.

Ферменты-рестриктазы генетики используют в генной инженерии как скальпель, чтобы разрезать молекулы ДНК. Каждая рестриктаза способна разомкнуть цепочку ДНК только в строго определенных местах, поэтому полутора тысяч уже известных подобных ферментов специалистам для работы не хватает и они постоянно ищут по всему миру новые рестриктазы. Недавно, исследуя бактериальное население Байкала, ученые обнаружили несколько штаммов, обладающих рестриктазами, ранее в природе не встречавшимися. Они считают, что это - результат антропогенного загрязнения озера, которое вынудило бактерий повышать таким способом свою обороноспособность от новых вирусов, поступающих с заселенных берегов в воду и ранее в Байкал не попадавших. А вот близнец Байкала - африканское Ньяса - не может похвастаться уникальной микрофлорой даже вблизи густо населенных побережий. Там нашли только один необычный штамм.

С разных глубин Байкала и Ньясы вплоть до 1200 метров биологи взяли образцы воды и донных осадков. Они поселили обитающих в них микробов на питательную среду и выделили 650 штаммов бактерий. Затем выросшие колонии разложили на отдельные молекулы специальными ферментами, добавили в получившуюся смесь органических веществ вирусную ДНК и смотрели, во что эта ДНК превратится через 2 часа. Для этого образовавшийся раствор подвергли электрофорезу, когда под действием электрического тока различные молекулы в пластине из специального геля перемещаются на строго определенное расстояние от начальной позиции и рисуют легко читаемую и понятную специалистам картинку. По ней ученые и вычисляли, есть ли у бактерий рестриктазы и в каком месте они разрывают ДНК с заранее известной последовательностью.

Получилось так, что вдали от берега, на большой глубине, где вода чистая, а также в кернах глубокого бурения, где тоже есть живые микробы, ничего нового для генетиков не оказалось. В районе поселка Листвянка, что в устье Ангары, на которой стоит Иркутск, и г. Байкальска, биологи нашли бактерии с ранее неизвестными науке рестриктазами. Аналогичная ситуация наблюдалась и в водах Ньясы, где штамм с новыми ферментами обнаружили только в порту Утунга.

Рестриктазы заменяют бактериям иммунную систему и защищают их от "врагов" - вирусов. Эти ферменты уничтожают любую попавшую внутрь клетки постороннюю ДНК, разорвав ее в определенном месте, по определенной последовательности фрагментов - нуклеотидов . После этого молекула теряет способность самовоспроизводиться. Соответственно, там, где есть "посторонние" вирусы, например, поступающие в озеро из рек, текущих через города, с берегов, кораблей или со сточными водами, появляются штаммы бактерий с уникальными рестриктазами. Появление в водоеме бактерий с новыми рестриктазами сигнализирует о вмешательстве человека в природную экосистему. Ведь помимо химического загрязнения природы и ее прямого разрушения существует и биологическое загрязнение среды, которое почти нигде в мире не научились адекватно нормировать. Однако образовавшиеся в результате мутанты можно успешно применить в биотехнологии, ведь они - источник новых инструментов для конструирования искусственной ДНК, а значит расширяют возможности прикладной науки и биологической промышленности.

***