Экстремофилы, хоть и крошечные, вносят огромный вклад в здоровье нашей планеты и нашей жизни. В новом обзоре этих микроорганизмов, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology, объясняется, как они помогают нам бороться с изменением климата, улучшать способы производства повседневных товаров и могут стать потенциальным источником новых антибиотиков.

Как следует из названия, экстремофилы — это организмы, которые процветают в экстремальных условиях, таких как высокая соленость, высокое давление, низкий pH и высокие температуры. Впервые их подробно изучили в 1960-х годах в кипящих горячих источниках Йеллоустонского национального парка, а с тех пор их обнаружили в таких местах, как глубоководные гидротермальные источники и замерзшие ледники. Биологические адаптации, позволяющие им выживать в таких враждебных условиях, делают их столь ценными для современной науки.

Применение самых стойких микробов природы

В обзоре освещаются несколько промышленных применений этих устойчивых микроорганизмов, в основном благодаря их экстремоферментам. Поскольку эти ферменты не разрушаются в суровых условиях, они стали полезными инструментами в современном производстве и медицине.

Например, термостойкий фермент из микроорганизма, обнаруженного в Йеллоустоне, является ключевым компонентом ПЦР-тестов, используемых для диагностики заболеваний. В то же время ферменты некоторых солелюбивых экстремофилов изучаются на предмет использования в производстве биотоплива, а щелочелюбивые микроорганизмы применяются в стиральных порошках, хорошо работающих в холодной воде.

Экстремофилы также помогают расщеплять трудноперерабатываемые сельскохозяйственные отходы и превращать их в биотопливо. Кроме того, некоторые металлоустойчивые микроорганизмы очищают загрязненную почву и воду, трансформируя или иммобилизуя тяжелые металлы, такие как ртуть.

Однако существуют ограничения в том, как и где мы используем экстремофилов, поскольку их трудно выращивать, изучать и масштабировать в лабораторных условиях. Для преодоления этих трудностей в обзоре объясняется, как ученые используют геномные метаболические модели (ГММ) для моделирования функционирования этих организмов без необходимости воссоздания их экстремальных условий в лаборатории.

Затем исследователи используют инструменты редактирования генов, такие как CRISPR, для модификации микробов, используя данные, полученные из этих компьютерных моделей, чтобы улучшить их функции или создать штаммы с определенными возможностями.

«Достижения в области инженерии и синтетической биологии теперь позволяют использовать их в устойчивом биопроизводстве, снижая воздействие на окружающую среду и повышая эффективность процесса», — написали ученые в своей статье.

Смело идти…

Помимо нашей планеты, исследование этих выносливых форм жизни, как предполагается , может помочь нам в поисках жизни в других уголках Вселенной. Суровые условия, в которых они обитают, схожи с условиями на Марсе и ледяных спутниках Юпитера, что может подсказать нам, где именно следует искать.