Университет Орхуса обнаружил, что бактерии могут производить ДНК после смерти
Исследователи выяснили, что некоторые бактерии продолжают производить ДНК даже после смерти клеток, что открывает новые возможности в биотехнологии и биоэнергетике.
Университет Орхуса в Дании обнаружил, что некоторые бактерии могут продолжать производить ДНК даже после своей смерти. Исследование, возглавляемое Габриэлем Минеро, указывает на то, что в будущем ученые смогут изменять молекулярную структуру, производимую этими микроорганизмами, чтобы помочь в разложении загрязнителей. Это открытие имеет важное значение, так как подчеркивает потенциальные применения ДНК за пределами ее роли в жизни, особенно в области экологической биотехнологии и производства биоэнергии.
Исследование показало, что ДНК обладает химическими свойствами, которые могут быть полезны для различных целей. Минеро считает, что в будущем может быть возможно программировать бактерии для производства различных материалов, что позволит создавать биологические материалы везде, где это необходимо. Однако исследование все еще находится на ранних стадиях. Эксперименты проводились в лабораторных условиях с использованием двух видов бактерий, при этом модели ДНК были предоставлены самими исследователями.
Биопленки бактерий и производство ДНК
Исследователи смогли контролировать, какая ДНК производилась, придавая ей специфические химические свойства. Необходимы дополнительные исследования, чтобы доказать, что эта технология может очищать загрязненную воду или улучшать практическое производство биоэнергии. Открытие было сделано с использованием биопленок бактерий, которые представляют собой сообщества микроорганизмов, окруженные липким веществом, содержащим ДНК и другие вещества.
Два вида бактерий, использованных в исследовании, — Shewanella oneidensis и Bacillus subtilis. Исследователи лишили эти бактерии питательных веществ, что вызвало активацию определенных вирусов, которые размножились и разорвали клеточные стенки бактерий. При разрыве клеток высвобождаются как основные компоненты ДНК, так и специализированные ферменты, которые продолжают функционировать и производить новую ДНК даже вне клетки. "В некотором смысле жизнь продолжается после смерти бактерии", — говорит Минеро.
Чтобы подтвердить, что они действительно наблюдают за вновь произведенной ДНК, а не просто остатками разорванных клеток, исследователи добавили к образцам небольшой кольцо из искусственно произведенной ДНК. Это кольцо служило моделью, которую ферменты могли копировать. Новая ДНК была обнаружена благодаря своей другой структуре. Под микроскопом ДНК, произведенная свободными ферментами, образовала цветочные структуры в одном виде бактерий и длинные нити в другом. Когда исследователи использовали генетический вариант бактерии, который не подвергался разрыву вирусом, никакая специфическая ДНК не была произведена.
Минеро называет вирусы "наноархитекторами". Хотя они убивают некоторые бактерии, вирусы также предоставляют часть молекулярной машины, которая позволяет продолжать формирование биопленки. Это исследование привело к открытию метода изменения фермента и определения того, какой тип ДНК будет производиться. Исследователи смогли заставить изучаемые бактерии производить G-четверки, структуру ДНК, которая разворачивается в специфические формы, позволяя связываться с другими молекулами и действовать как ферменты, ускоряя некоторые химические реакции.
