Unikatową bioróżnorodność drobnoustrojów żyjących w głębinach morskich Arktyki zbadają naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego, Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN i Uniwersytetu Warszawskiego. Na realizację projektu otrzymali grant finansowany z funduszy norweskich.
Przedsięwzięcie gdańskich badaczy jest jednym z siedmiu, które w konkursie GRIEG trafiły pierwotnie na listę rezerwową. Jednak w związku z przekazaniem przez darczyńców dodatkowych środków z Norweskiego Mechanizmu Finansowego, możliwe stało się powiększenie grona beneficjentów. Skorzystało na tym siedem zespołów, w tym naukowcy zaangażowani w projekt INDEPTH, którzy otrzymali bisko 6,4 mln zł na badania biosfery głębin oceanicznych.
Pomimo że woda pokrywa ponad połowę powierzchni Ziemi i jest miejscem bytowania od 2 do 20 milionów różnych gatunków organizmów żywych, głębiny morskie należą do najsłabiej poznanych obszarów naszej planety. Ta wielka otchłań, często postrzegana jest jako obszar graniczny życia, ze względu na brak światła, wysokie ciśnienie, ograniczoną dostępność składników odżywczych i skrajne temperatury wahające się od 2–4°C w większości siedlisk do ponad 100°C w miejscach występowania pól hydrotermalnych – tłumaczy lider projektu, prof. dr hab. Tadeusz Kaczorowski z Pracowni Biologii Ekstremofili, Katedry Mikrobiologii UG.
Dodaje też, że głębiny oceaniczne są środowiskiem niemal pierwotnym, dającym wgląd w warunki, jakie towarzyszyły pojawieniu się życia na Ziemi. Ze względu na swoją niezwykłość głębiny te mogą się stać cennym źródłem biozasobów o potencjalnym zastosowaniu w biotechnologii.
Jednak jak dotąd ogromna większość funkcjonalnej i biochemicznej różnorodności drobnoustrojów funkcjonujących w tych siedliskach jest ukryta w mikroorganizmach, których nie potrafimy hodować w laboratoriach – zauważa prof. Kaczorowski.
Mając to na uwadze, jego zespół podjął badania nad unikatową bioróżnorodnością drobnoustrojów żyjących w głębinach i kominach geotermalnych grzbietów śródoceanicznych Morza Arktycznego w oparciu o nowoczesne podejście metagenomiczne.
Umożliwia ono, dzięki zaawansowanym metodom sekwencjonowania, analizowanie DNA wyizolowanego bezpośrednio ze środowiska. Naszym głównym zamierzeniem jest poznanie mikroorganizmów głębin morskich poprzez analizę szlaków metabolicznych, strategii adaptacyjnych do życia w warunkach ekstremalnych oraz charakterystykę białek kluczowych dla ich funkcjonowania – dodaje gdański uczony.
Kluczowym partnerem projektu jest zespół naukowy kierowany przez prof. Idę H. Steen z Universitetet i Bergen, która od ponad 15 lat zajmuje się ekologią, fizjologią środowisk arktycznych oraz wykorzystaniem mikroorganizmów z Arktyki w przemyśle biotechnologicznym. W badaniach wezmą też udział zespoły: prof. Łukasza Dziewita z Uniwersytetu Warszawskiego oraz prof. Wojciecha Rypniewskiego z Instytutu Chemii Bioorganicznej w Poznaniu. Dzięki współpracy naukowcy będą mogli wykorzystać ogromną ilość danych metagenomowych oraz próbek pochodzących z głębin morskich zgromadzonych podczas corocznych ekspedycji naukowych do Arktyki.
Oczekujemy, że nasze badania będą miały istotny wpływ na zrozumienie ekologii oraz metabolizmu ekstremofili, ze szczególnym uwzględnieniem cyklu biogeochemicznego węgla, a także poszerzą wiedzę na temat ewolucji i strategii adaptacyjnych związanych z życiem w ekstremalnych siedliskach. Rozwiniemy też wiedzę na temat enzymów działających w ekstremalnych warunkach, które charakteryzują się unikatowymi właściwościami, często poszukiwanymi przez przemysł biotechnologiczny. Warto dodać, że większość z enzymów stosowanych w diagnostyce COVID-19 pochodzi właśnie z tych niepozornych mikroorganizmów zamieszkujących siedliska o skrajnych warunkach – tłumaczy dr n. med. Anna-Karina Kaczorowska z UG.
Zdaniem badaczy głębiny morskie stają dziś się obszarem eksploracji zasobów biologicznych i pod wieloma względami przyszłość zależy od zrównoważonego ich wykorzystania. Skuteczna i umiejętna eksploatacja zasobów morskich będzie miała coraz większe znaczenie dla wspierania wzrostu błękitnej gospodarki w Europie.
MK, źródło: UG