ИССЛЕДОВАТЕЛИ РАСШИФРОВАЛИ ГОЛОГЕНОМ УЛИТОК, ЭНДЕМИЧНЫХ ДЛЯ ЧЁРНЫХ КУРИЛЬЩИКОВ

Команда исследователей под руководством профессора Цяня Пэйюаня, главы департамента океанологии HKUST и профессора имени Давида фон Ганземана, опубликовала в журнале Nature Communications свои передовые результаты изучения механизмов симбиоза улиток Gigantopelta aegis, живущих близ чёрных курильщиков. Они обнаружили, что улитки Gigantopelta содержат в качестве эндосимбионтов внутри клеток своих эзофагеальных желёз (это часть их пищеварительной системы) сероокисляющие и метанокисляющие бактерии. Расшифровав геномы улитки-хозяина и двух симбионтов, команда профессора Цяня открыла новую систему двойного симбиоза и адаптации к экстремальной среде, что даёт новое понимание происхождения жизни на Земле.

Чёрные курильщики — это глубоководные гидротермальные источники, которые характеризуются экстремально высокими гидростатическими давлениями и темнотой. Они также могут выделять жидкости, перегретые в земной коре и содержащие высокие концентрации тяжёлых металлов и других токсичных соединений. По этой причине курильщики относятся к самым уникальным экстремальным местам для жизни на нашей планете. Кроме того, среда вокруг них очень похожа на раннюю среду на Земле, когда жизнь только начинала формироваться. В отличие от большинства экосистем, полагающихся на питательные вещества, полученные в ходе фотосинтеза, фауна, живущая на курильщиках, зависит от хемосинтезирующих микробов, которые могут использовать химическую энергию для синтеза органических соединений, поддерживая плотные и уникальные макроорганизмы, живущие там. Однако как эти организмы живут и адаптируются в такой экстремальной среде, остаётся сложной загадкой.

В апреле и мае 2019 команда профессора Цяня предприняла глубоководную исследовательскую экспедицию и обследовала скопление источников Лунци на Западно-Индийском хребте при помощи беспилотного аппарата. Они обнаружили доминантный вид, улиток Gigantopelta на морском дне (приблизительно на глубине 2800 м). Команда профессора Цяня также открыла два типа симбиотических бактерий с кардинально разными морфологиями, которые живут в клетках эзофагеальных желёз этих моллюсков. Они в дальнейшем были идентифицированы как одна сероокисляющая бактерия и одна метанокисляющая.

Команда затем расшифровала геномы улитки Gigantopelta, сероокисляющих и метанокисляющих бактерий, раскрыв новую систему двойного симбиоза, которая очень разнообразными способами использует химическую энергию для синтеза питательных веществ. Сероокисляющие бактерии могут использовать химическую энергию водорода, сероводорода, сульфата, сульфита и тиосульфата, тогда как метанокисляющие могут использовать водород и метан. На стороне хозяина, то есть в геноме Gigantopelta, содержится много копий рецепторов распознавания образов, которые специфически экспрессируется в симбиотическом органе, что помогает моллюску распознавать и поддерживать систему двойного симбиоза. Улитки применяют двусторонние метаболические отношения с несколькими симбиотическими партнёрами и таким образом процветают в экосистеме курильщиков. Эти результаты не только позволят нам лучше понимать, как животные адаптируются к таким экстремальным средам, но также проливают свет на то, каким очень специфическим образом они сосуществуют с микробами.

_______________

Исследование — Hologenome analysis reveals dual symbiosis in the deep-sea hydrothermal vent snail Gigantopelta aegis — https://vk.cc/bYMRU2

Источник — Researchers decode a deep-sea-vent-endemic snail hologenome

Источник: www.nature.com