Витамин B12 - движущая сила микробного мира

Витамин B12 - движущая сила микробного мира

Ученые выяснили, что витамин B12 играет важную роль в функционировании микробных сообществ - целостных структур, которые оказывают влияние на выработку энергии и играют большую роль в производстве продуктов питания. От них во многом зависит состояние окружающей среды и здоровье человека, а также многие другие процессы. Синтезировать этот витамин способны лишь некоторые микроорганизмы, но потребность в нем испытывают абсолютно все из них.

Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (США) взяли для исследования небольшую часть микробиального мата из озера Хот-Лейк. Оно находится в Оровилле, штат Вашингтон, рядом с канадской границей.

Постоянная гонка за так называемыми благами цивилизации - деньгами, нефтью, высокоскоростным доступом в интернет, чашкой утреннего кофе, формирует мир, в котором мы живем. Аналогичную проекцию можно применить и к микромиру. Только особой ценностью в этом мире будет являться не нефть, а, как установили ученые, витамин B12. Синтезировать этот витамин способны лишь некоторые микроорганизмы, но потребность в нем испытывают абсолютно все из них.

Полученные в ходе исследования данные подтверждают идею о том, что B12 помогает формировать микробные сообщества - целостные структуры, которые оказывают влияние на выработку энергии и играют большую роль в производстве продуктов питания. От них во многом зависит состояние окружающей среды и здоровье человека, а также многие другие процессы.

"Витамин B12 имеет особое значение для микробных сообществ. Степень его значимости даже больше, чем считалось ранее", - говорит химик Аарон Райт (Aaron Wright), автор научной статьи, опубликованной в интернет-издании Proceedings of the National Academy of Sciences. - "Мы изучаем и открываем функции, которые он контролирует. На основании всего этого можно с уверенностью заявить о его первостепенной важности для микробных сообществ".

Группа ученых под руководством Райта исследовала бактерию, известную как Halomonas sp. HL-48. Это один из малораспространенных поставщиков витамина B12 в своем микробном сообществе. Образец, использованный для исследования, взят из бактериального мата озера Хот-Лейк, находящегося на севере штата Вашингтон. Данный микробный мат насчитывает несколько десятков различных организмов, которые сосуществуют вместе и обмениваются питательными веществами, такими как углерод и кислород.

Витамин B12 - движущая сила микробного мира

Исследователи выяснили, что витамин B12 контролирует важные гены микробов и ферменты, участвующие в формировании ДНК и белков. Но некоторые специалисты продвинулись глубже в своей работе и обнаружили признаки того, что B12 оказывает на жизнедеятельность микроорганизмов еще более значительное влияние.

Райт и его коллеги установили, что B12 в организме бактерий вступает во взаимодействие с более чем четырьмя десятками различных белков. Оказывается, этот витамин играет ведущую роль в процессе регуляции обмена фолиевой кислоты, убихинона и метионина - веществ, имеющих решающее значение для способности микробных клеток генерировать энергию, синтезировать белки, восстанавливать ДНК и расти. По результатам исследования также стало известно, что витамин способен изменять информацию, которую он посылает генам. Эти изменения зависят от времени суток, что неудивительно, ввиду того, что на жизнедеятельность микроорганизмов в огромной степени влияет свет.

"Для любого организма выработка витамина B12 - очень энергозатратный процесс. На него уходит много энергии, так как в процессе синтеза микробам приходится выполнять более 30 биохимических превращений. Это говорит о том, что данное вещество является весьма ценным и выполняет важные функции", - делится своими выводами Райт.

Для проведения экспериментов ученые создали химический аналог витамина B12, который работает так же, как и природное вещество, но отслеживать его взаимодействие с живыми клетками гораздо проще. После проведения анализа сходства сравнительных характеристик белкового профиля исследователи пометили молекулы, чтобы можно было точно распознать моменты их активности. Затем с помощью масс-спектрометрии была проведена идентификация интересующих ученых белков.

Материал предоставлен Pacific Northwest National Laboratory.