Шведские пресноводные бактерии раскрывают утраченные гены и неожиданную способность к фотосинтезу

Большинство бактерий размножаются простым симметричным делением. Однако представители группы Caulobacterales, известные своим «стебельчатым» видом, имеют более сложный жизненный цикл с асимметричным делением, в результате которого образуются два разных типа клеток: подвижная и «исследовательская», а также сидячая и репродуктивная.

Генетические открытия в Caulobacterales

Исследователи из Стокгольмского университета проанализировали ДНК всех известных видов Caulobacterales, включая новые образцы из лесных озёр Швеции и Финляндии. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Было обнаружено, что несколько пресноводных видов лишены более сотни генов, обычно связанных со сложным жизненным циклом группы. Эти бактерии представляют три новых вида в ранее неизвестном роде, который команда назвала Acaudatibacter (лат. «бактерия без хвоста»).

Другой почвенный представитель Caulobacterales, изолированный в Эквадоре, также не имел того же набора генов жизненного цикла и, как наблюдали исследователи под микроскопом, размножается простым симметричным делением. Эта независимая утрата сложности в отдельных линиях даёт представление о наборе генов, необходимых для сложных жизненных циклов бактерий.

«Увлекательно видеть, что эволюция несколько раз обращала вспять сложность жизненного цикла одним и тем же способом. Это даёт нам уникальную генетическую подпись того, как сложность возникает и исчезает в ходе эволюции жизненных циклов бактерий», — говорит ведущий автор Джоэл Халлгрен.

Неожиданные находки и сотрудничество

Исследователи сделали ещё одно неожиданное открытие: шведские озёрные бактерии обладали всеми генами, необходимыми для фотосинтеза — способности, ранее неизвестной у Caulobacterales. Это подчёркивает, что фотосинтез распространён среди бактерий шире, чем считалось. Дальнейший анализ показал, что примерно 10% видов в этой группе несут гены для улавливания световой энергии.

Исследование стало результатом междисциплинарного сотрудничества двух исследовательских групп Стокгольмского университета, базировавшихся в SciLifeLab.