Обнаружение способности к диссимиляционной тиосульфатредукции у представителей бесцветных серобактерий ро-да Thiothrix с использованием РНК, выделенной методом сорбции

Аннотация

 Впервые для представителей нитчатых бесцветных серобактерий рода Thiothrix, таких как T. litoralis AS^Т, T. unzii A1^Т и T. nivea JP2^Т, была обнаружена способность к анаэробному дыханию с использованием тиосульфата в качестве терминального акцептора электронов. Ранее для этих бактерий была показана способность к литотрофному росту в присутствии тиосульфата в качестве донора электронов для энергетического метаболизма.

Для установления механизма восстановления тиосульфата при анаэробном росте, участие тиосульфатредуктазы или диспропорционирование тиосульфата, был проведен анализ конечных продуктов его превращения. У всех исследованных представителей рода Thiothrix были выявлены продукты, образующиеся при превращении тиосульфата, сульфит и сульфид, характерные при функционировании тиосульфатредуктазы, тогда как продукты, характерные для процесса диспропорционирования тиосульфата (сульфат и сульфид), не были выявлены.

В ходе исследования были идентифицированы гены phsA, phsB и phsС, кодирующие тиосульфатредуктазу (хинон, КФ 1.8.5.5), показана экспрессия этих генов в анаэробных условиях. Установлено, что при анаэробном росте на тиосульфате по сравнению с аэробным культивированием экспрессия генов phsA, phsB, phsC у T. litoralis AS^Т, T. unzii A1^Т и T. nivea JP2^Т в первом пассаже увеличивается в 6-15 раз, тогда как во втором пассаже у T. unzii A1^Т наблюдается многократное увеличение экспрессии генов в среднем в 180 раз. Для экстракции суммарной РНК использовались сорбирующие колонки. Образцы гомогенизировались и лизировались в присутствии хаотропной соли, а затем наносились на спин-колонку, отмывались от загрязнений. Удаление примесей ДНК и получение чистой РНК проводили, подвергая образец обработке ДНКазой непосредственно на спин-колонке. Качество РНК оценивали электрофорезом не менее 2% агарозном геле с добавлением 2.2. М раствора формальдегида.

В сероводородных биотопах, где спорадически создаются анаэробные условия, представители рода Thiothrix, ведущие прикрепленный образ жизни, для выживания в резко меняющихся условиях вынуждены переходить с аэробного дыхания на анаэробное. Невысокий урожай клеток T. litoralis AS^Т, T. unzii A1^Т и T. nivea JP2^T (15 мг/дм³) при анаэробном росте на тиосульфате указывает, что процесс анаэробного дыхания на тиосульфате носит характер поддерживающего метаболизма.

Полученные данные позволяют приблизиться к разгадке, каким образом литотрофные серобактерии рода Thiothrix, ведущие прикрепленный образ жизни, эффективно используют тиосульфат в своей метаболической стратегии, приспосабливаясь к изменяющимся условиям среды, и объясняют их доминирующее положение в проточных сероводородных биотопах.