24 ноября 2017 г. в конференц-зале Лаборатории физики высоких энергий имени В. И. Векслера и А. М. Балдина состоялся семинар «Охота за микробами: вчера, сегодня, завтра». Докладчик – член-корреспондент РАН Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская, заместитель директора Института микробиологии имени С. Н. Виноградского РАН, заведующая лабораторией гипертермофильных микробных сообществ в том же институте, член президиума Международного общества микробной экологии и Международного симпозиума по биогеохимии окружающей среды, соавтор около 100 научных работ.

Профессор В. А. Никитин подчеркнул значимость первого семинара из области биологических наук: «Во-первых, я так полагаю, что прогресс в науках о жизни будет влиять и влияет на человечество и на каждого из нас больше, чем прогресс в нашей области физики частиц и ядер. Второе – то что наш Институт уже в этом направлении работает: у нас есть Лаборатория радиационной биологии, в Лаборатории ядерных проблем есть группа, которая занимается терапией на пучке протонов. В январе здесь состоится семинар, где будет доложено о проекте строительства специального медицинского ускорителя в нашем Институте, по-видимому, совместно с китайскими специалистами. Так что эта линия предполагает развиваться».

Фото www.vyatsu.ru

Елизавета Александровна начала семинар с основных положений: «Микробиология стоит особняком от биологических наук. Она находится посередине между так называемыми представителями организменной биологии (зоология, ботаника и др.) и физико-химической биологией, которая изучает процессы, не связанные непосредственно с организмами. Потому что микроорганизмы, с одной стороны, автономные организмы, самые маленькие из существующих в природе, живут самостоятельно и независимо. С другой стороны, они настолько малы, что требуют специальных методов для их исследования. И, собственно, развитие этих методов и есть развитие микробиологии. И я считаю, что мне очень повезло, потому что как раз на мою жизнь в науке пришлись невероятно драматические события, которые в корне изменили микробиологию».

Микроорганизмы (или, в просторечии, микробы), отметила докладчик, — это и микроскопические грибы, и водоросли, и вирусы, то есть все мельчайшие и невидимые существа. Но в данный момент речь шла только бактериях и археях, т. н. «прокариотах», для простоты далее только их и называли микробами.

Елизавета Александровна рассказала, что растения получают энергию за счет фотосинтеза, при котором образуется кислород. Животные используют органическое вещество, за счет аэробного дыхания окисляют его и получают энергию для жизни. А у микробов, помимо этого, есть и аноксигенный фотосинтез, когда вместо кислорода образуется сера, есть анаэробное окисление органических веществ, то есть брожение, и есть хемосинтез – использование энергии неорганических соединений. То есть микроорганизмы осуществляют великое разнообразие процессов.

Часть доклада была посвящена историческому экскурсу по биологическим исследованиям: Левенгук первым увидел микроорганизмы, Кох научился выделять чистую культуру. Вспомнили в связи с этим замечательную книгу Поля де Крюи «Охотники за микробами», посвященную медицинской микробиологии и подробно описывающую все предшествующие открытия. Особое внимание было уделено научному наследству замечательного русского ученого Сергея Николаевича Виноградского, имя которого сейчас носит Институт микробиологии. С. Н. Виноградский открыл огромное разнообразие энергетических процессов, за счет которых живут микроорганизмы, открыл хемосинтез, обнаружил, что есть микроорганизмы, которые живут за счет окисления сероводорода кислородом воздуха. Фактически он заложил основы микробной экологии и биогеохимии.

В конце 70-80-х годов прошлого века были открыты микробы, которые растут в условиях, не пригодных для высших существ, так называемые экстремофилы. Термофилы растут при высокой температуре до 122 ºС; ацидофилы – при низком рН; алкалофилы, наоборот, предпочитают щелочные условия; галофилы живут при повышенной солености.

В свое время В. Циллиг и К. Штеттер открыли гипертермофилов, изучением которых и занимается Е. А. Бонч-Осмоловская. Новых термофильных микробов сотрудники ее лаборатории находят в горячих источниках Камчатки, Байкала, мелководных гидротермах Тихого океана.

В конце прошлого века К. Вёзе был разработан способ определения родства уровня организмов путем сравнения определенных участков их геномов, то есть создана филогенетическая система, позволяющая определить, кто от кого произошел.

Сегодня описание микроба для ученых дело непростое, но азартное. Чтобы доказать, что найден новый микроб, надо исследовать его внешние признаки и генетические характеристики, а затем сравнить с уже известными. В случае успешных доказательств описания заносятся в Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии, и в дальнейшем уже другие исследователи будут с ним сравнивать свои результаты. Систематика микробов ведется по видам, родам, семействам, порядкам, классам и филам. Однако, по некоторым оценкам, ученые нашли и описали только 5 процентов микроорганизмов, остальные либо еще не найдены в природе, либо не могут размножаться в лабораторных условиях.

Галина Мялковская, Еженедельник ОИЯИ