Исследователи подобрали флуоресцентный маркер, позволяющий наблюдать за "экстремальными" бактериями в реальном времени без разрушения их клеток
Российско-немецкий коллектив ученых, в который вошли специалисты МФТИ, РХТУ и германских исследовательских центров, предложил новый метод изучения микроорганизмов, способных выживать в экстремальных условиях. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Почему галофилы так важны
Объектом исследования стали галофилы — микроорганизмы, обитающие в средах с высоким содержанием соли. Их часто находят в древних соляных отложениях возрастом в миллионы лет. Изучение этих бактерий имеет большое практическое значение: они могут помочь в ликвидации нефтяных разливов, а также пролить свет на происхождение жизни на Земле.
«Согласно одной из теорий, жизнь на нашу планету была занесена извне в виде бактерий. Наш метод позволяет находить микроорганизмы в минеральных образованиях и исследовать их в естественной среде», — поясняет ведущий автор исследования, заместитель заведующего лабораторией перспективных исследований мембранных белков МФТИ Валентин Борщевский.
В чем заключалась сложность
До сих пор ученые не могли наблюдать за галофилами «вживую» без специальной подготовки, которая обычно убивала бактерии. Традиционные флуоресцентные маркеры и антитела не работают в условиях высокой солености, а плотная оболочка микроорганизмов создает дополнительные препятствия для проникновения красителей.
Решение нашлось среди готовых препаратов
Исследователям не пришлось синтезировать новое вещество. Подходящим оказался краситель MitoTracker, который ранее применялся для окрашивания митохондрий в клетках эукариот (организмов с ядром). Это совпадение не случайно: согласно современным представлениям, митохондрии когда-то были независимыми бактериями и стали симбионтами клеток на более поздних этапах эволюции.
Новый метод успешно опробовали на пяти видах микроорганизмов, включая Halobacterium salinarium. Ученым удалось не только получить четкие снимки и подсчитать количество клеток, но и заснять на видео процесс их трансформации под действием неблагоприятных условий: вытянутые клетки становились сферическими.
Где пригодятся результаты
Разработанный подход открывает перспективы для:
· поиска микроорганизмов в естественных условиях, включая марсианский грунт;
· изучения поведения клеток с минимальным искажением экспериментальной картины;
· решения прикладных задач в биотехнологии и экологии.
«Галофильные микроорганизмы — трудный объект для исследований, потому что многие стандартные биологические методы в необходимой им среде не действуют. Открытие поможет решать задачи от биотехнологии и ликвидации экологических катастроф до разработки методов поиска жизни во Вселенной», — резюмирует студент 5-го курса МФТИ Иван Маслов, соавтор исследования.