Ahli biologi dari Irkutsk State University, bersama rakan-rakan dari University of North Florida (USA), mengkaji metabolisme aktinobakteria Baikal, mikroorganisma besar yang mampu mensintesis bahan aktif secara biologi. Ternyata mereka kekurangan gen untuk enzim yang biasa untuk kumpulan ini, yang bertanggungjawab untuk pengeluaran antibiotik. Ini bermaksud bahawa mikroorganisma ini melawan mikrob dengan bantuan protein lain dan, mungkin, sebatian yang masih belum diketahui oleh sains. Artikel itu diterbitkan dalam ekologi mikrob akuatik. Karya ini disokong oleh geran dari Yayasan Sains Rusia.
Actinobacteria adalah kelas bakteria dengan ukuran besar dan bentuk kompleks yang mempunyai keupayaan untuk memusnahkan sebatian toksik yang mencemarkan alam sekitar. Mereka adalah pengeluar produk metabolik sekunder yang tidak mereka perlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan, tetapi melakukan beberapa fungsi lain. Antara sebatian ini adalah faktor pertumbuhan yang merangsang pelbagai proses sel dan feromon untuk "komunikasi kimia". Manusia menggunakan sifat bahan ini untuk menekan pertumbuhan bakteria dan kulat patogen, dan menggunakannya dalam perubatan. Dalam karya ini, saintis mengkaji pembentukan produk metabolik sekunder dalam 24 jenis aktinobakteria yang diasingkan dari endapan Tasik Baikal. Para saintis membandingkannya dengan proses dalam organisma laut dan air tawar.
"Penyelidikan sebelumnya telah menyoroti ekologi dan corak taburan geografi aktinobakteria dari ekosistem daratan dan laut. Walau bagaimanapun, wakil kelas ini dari sedimen air tawar masih belum dikaji secara mencukupi,”kata Maxim Timofeev, pengurus projek untuk geran dari Yayasan Sains Rusia, Doktor Sains Biologi, Pengarah Institut Penyelidikan Biologi Universiti Negeri Irkutsk. Sampel diambil dari dasar tasik pada kedalaman 200 meter. Untuk mendapatkan koloni aktinobakteria, sedimen ditempatkan pada medium nutrien, yang memungkinkan untuk menekan pertumbuhan mikroorganisma lain. Tiga hari kemudian, DNA diasingkan dari jajahan dan, dengan menggunakan kaedah molekul, ditentukan sama ada terdapat gen khusus untuk aktinobakteria - dengan cara ini anda dapat memastikan bahawa bakteria yang diperlukan untuk penyelidikan telah berkembang. Dalam kes ini, dan dalam eksperimen itu sendiri, rantai DNA "digandakan"kerana di dalam sel itu terlalu sedikit bahan untuk dianalisis, dan penyalinan molekul buatan dapat menyelesaikan masalah.
Para penyelidik telah memperhatikan gen yang berkaitan dengan sintesis sebatian aktif secara biologi. Mereka mendapati bahawa strain baik yang terisolasi dari Baikal actinobacteria kekurangan gen halogenase yang bergantung pada FAD. Enzim ini menggunakan tenaga yang tersimpan dalam FAD dan bertanggungjawab untuk melekat pada pelbagai molekul halogen seperti klorin dan bromin. Akibatnya, antibiotik seperti tetrasiklin, kloramfenikol dan lain-lain diperolehi. Sebilangan besar halogenase terdapat dalam mikroorganisma laut. Fakta bahawa mereka tidak hadir dalam aktinobakteria Baikal membuktikan kesesuaian mereka terhadap kehidupan di dalam air dengan kandungan garam yang rendah. Pada masa yang sama, aktiviti biologi diperhatikan pada 75% strain aktinobakteria yang diasingkan semasa kajian. Ini bermaksud bahawa ia menampakkan dirinya dengan mengorbankan enzim lain.
Aktinobakteria biasa dapat memasukkan atom halogen ke dalam molekul kimia yang mereka sintesis. Kekurangan kemampuan ini dalam aktinobakteria Baikal adalah perbezaan unik mereka, yang membincangkan evolusi panjang spesies ini dalam persekitaran yang sangat segar. Keanehan aktinobakteria Baikal memungkinkan kita untuk membicarakan potensi pentingnya untuk menghasilkan antibiotik dan sebatian semula jadi yang tidak diketahui oleh sains,”kata Maxim Timofeev.
Pengarang: Alexey Paevsky
