Китайские ученые в ходе масштабной пятилетней исследовательской программы обнаружили в экскрементах животных, обитающих на Цинхай-Тибетском нагорье, тысячи ранее неизвестных науке видов микробов. Согласно отчету, опубликованному в журнале Microbiome, эти микроорганизмы обладают уникальным биотехнологическим потенциалом, в частности, для создания новых инструментов геномного редактирования и снижения выбросов метана.
Исследование стало частью Второй научной экспедиции и исследовательской программы на Тибетском нагорье. Ученые из Университета Юньнань и BGI Research собрали более 5000 свежих образцов фекалий яков, тибетских овец, антилоп, крупного рогатого скота, лошадей и киангов. На первом этапе было проанализировано 1412 образцов, и оказалось, что 88% всех выявленных микробных видов являются новыми для науки. Это первая в своем роде карта микробиоты кишечника местных млекопитающих, обитающих в экстремальных условиях высокогорья, которое называют «Третьим полюсом».
Полученные данные представляют особый интерес для промышленности и генной инженерии. Многие из обнаруженных микробов производят ферменты, способные эффективно расщеплять целлюлозу — ключевой компонент бумаги, картона и текстиля. Это может привести к созданию более быстрых и экологичных промышленных процессов. Кроме того, геномная информация служит основой для поиска совершенно новых, стабильных и высокоточных ферментов, которые могут лечь в основу следующего поколения систем геномного редактирования, а также антимикробных пептидов и лекарственных препаратов.
Отдельное направление работы связано с борьбой с парниковыми газами. Как отмечают исследователи, яки от природы выделяют меньше метана, чем обычный крупный рогатый скот. В ходе работы были идентифицированы два ранее не описанных штамма бактерий. Как показали предварительные лабораторные эксперименты, их добавление в руменную жидкость (содержимое рубца) приводит к снижению объёма выделяемого метана. В настоящее время команда планирует провести испытания на живых животных, чтобы подтвердить этот эффект.
По словам ведущего автора работы Чжан Чжигана, открытие новых функциональных биологических элементов имеет стратегическое значение, так как они могут стать объектом патентной защиты. Нации, которые возглавят открытие этих ресурсов, получат контроль над важными биотехнологическими инструментами. Ученые подчеркивают, что исследование подтверждает огромное разнообразие микробов, скрытых в самых суровых экосистемах планеты, и необходимость глобальных усилий по их изучению.
Исследование было в журнале Microbiome.