Исследование микробиома океанической бактерии

Команда ученых из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета в ходе экспедиции SCOPE в Северный Тихоокеанский субтропический круговорот в 2015 году исследовала симбиотические отношения между ключевым фитопланктоном Trichodesmium и его микробиомом. Результаты, опубликованные в The ISME Journal, показывают, что ассоциированные бактерии не являются пассивными «безбилетниками», а активно участвуют в создании благоприятных условий для жизнедеятельности своего хозяина.

Trichodesmium — это фотосинтезирующая цианобактерия, способная к фиксации атмосферного азота (N₂), что делает её «плавучей фабрикой удобрений» в бедных питательными веществами водах открытого океана. Она формирует колонии, которые служат средой обитания для других микробов. Ученые отбирали пробы каждые четыре часа в течение двух четырехдневных периодов, используя специальные сети, и в условиях красного освещения на борту судна выделяли колонии для анализа экспрессии генов.

Анализ показал, что активность генов, связанных с использованием азота и углерода в микробиоме, синхронно повторяла суточные циклы включения и выключения соответствующих генов у Trichodesmium (фотосинтез и фиксация азота). Кроме того, микробиом потреблял кислород (подавляющий фиксацию азота) и возвращал CO₂, создавая оптимальную среду для хозяина. Это свидетельствует о тесных симбиотических отношениях, влияющих на глобальные биогеохимические циклы.