Елизавета Бонч-Осмоловская, докт. биол. наук, зам. директора Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, зав. лабораторией гипертермофильных микробных сообществ, рассказала ТрВ-Наука о приближающейся конференции по экстремофилам и состоянии дел в данной области науки. Беседовала Наталия Демина.
— Судя по бурным политическим событиям, нас всех можно назвать экстремофилами. Но если говорить серьезно, то что такое экстремофилы, почему их важно изучать? Где они обитают?
— В вашем вопросе заключается распространенная ошибка, касающаяся и людей, и микробов. «Филы» — значит «любящие», а любить нашу теперешнюю экстремальную ситуацию могут только выдающиеся единицы, остальным приходится ее как-то выносить. У микробиологов такие виды — способные лишь выносить экстремальные условия, но по-настоящему любящие более спокойную жизнь — называются «толерантными».
Истинные же экстремофилы лучше всего себя чувствуют именно в экстремальных условиях: при температурах от 50 до 100 ˚С или даже выше, при пониженных температурах, в щелочной или кислой среде, при солености уровня насыщения. Это предполагает совершенно другую структуру клеточных биополимеров — вспомните, что многие способы консервирования или дезинфекции основаны на том, что создаются физико-химические условия, непригодные для большинства микроорганизмов. Но для наших экстремофилов это как раз самая желанная среда обитания.
Однако опасности, что они заберутся в наши банки с заготовками, нет. Истинные экстремофилы живут в природных экстремальных местах обитания: угольных отвалах с низким рН, содовых озерах, гиперсоленых лагунах, вулканических горячих источниках, даже на большой глубине под землей, где высокие температуры имеют геотермальное происхождение.
Устойчивый интерес исследователей самых разных специальностей к экстремофильным микроорганизмам прочно держится последние 30 лет, и он не только теоретический, связанный в первую очередь с уникальными свойствами их биомолекул, но и сугубо практический, так как их суперстабильные ферменты нашли применение в самых различных областях биотехнологии. Достаточно упомянуть термостабильные ДНК-полимеразы, превратившие молекулярно-биологическую идентификацию участков генома в дешевый рутинный процесс.
—Можно ли предположить, что жизнь во Вселенной вне Земли существует в том числе и в форме экстремофилов?
—Условия жизни на древней Земле были, безусловно, экстремальные: высокие температуры, отсутствие кислорода, наличие неорганических источников энергии — среди экстремофильных микроорганизмов, известных сейчас, много таких, которые способны существовать за счет использования таких субстратов, как водород, СО, соединения серы. Учитывая, что им не нужен кислород, то есть они абсолютно независимы от современной биосферы с ее фотосинтезом, это очень хорошие кандидаты в компоненты экосистем древней Земли и других планет.
— С 7 по 11 сентября в Санкт—Петербурге состоится X Международная конференция по экстремофилам. Вы председатель оргкомитета этого научного форума. Какова его главная цель? О чем пойдет разговор? Каковы главные открытые вопросы, над чем ломают головы ученые?
— Международные конгрессы по экстремофилам проводятся каждые два года, потому что темпы развития
этой области науки очень высокие. Наш конгресс, так же как и предыдущие, охватывает все аспекты экстремофилии: разнообразие экстремофильных микроорганизмов, их экологию в природных местах обитания, метаболизм, который сейчас характеризуется в первую очередь с помощью геномики, особые свойства биополимеров — белков и нуклеиновых кислот — и, конечно, применение в биотехнологии.
Особенностью нашего конгресса будет отдельная сессия, посвященная полярным исследованиям, а также шесть круглых столов, посвященных наиболее «горячим» вопросам — например, полиэкстремофилам (тем, у которых не одно, а несколько экстремальных «пристрастий»), эволюции экстремофилов, их вирусам и т.д.
— Кто из мировых светил примет участие в конференции?
— Лекцию на открытии прочтет Евгений Кунин, всемирно известный специалист по геномике и эволюции микроорганизмов, уже давно работающий в США. Среди приглашенных докладчиков есть ведущие мировые специалисты, однако по общему желанию мы предоставили большое количество докладов «восходящим звездам», ведь цель таких конгрессов — открывать новые имена.
Мировые светила одобрили наш выбор и согласились участвовать в качестве председателей сессий. К нам приедет Карл Штеттер (Германия), открыватель гипертермофилов — микроорганизмов, растущих при температурах выше 80˚С, Юрген Вигель (США), исследовавший разнообразие термофилов и открывший термоалкалофилов, Патрик Фортер (Франция), исследователь эволюции экстремофилов, Аарон Орен (Израиль), изучавший галофильных обитателей Мертвого моря, и многие другие.
— Почему для проведения форума выбран Санкт—Петербург?
— Нужно признать, что туристическая привлекательность места проведения конгресса — это очень важный фактор. Ведь почти одновременно с нашим конгрессом проходит еще несколько, частично пересекающихся с ним по тематике: конгресс по микробной экологии в Сеуле, симпозиум по глубинной биосфере в Калифорнии. Люди выбирают, куда им больше хочется поехать, в том числе исходя из новизны туристических впечатлений. В Петербург давно стремилось очень много знакомых ученых — ну и цены, конечно, по сравнению с московскими привлекательнее.
— Находятся ли исследования по экстремофилам в России на международном уровне? Какие российские научные центры ведут исследования в этой области?
— Одной из наших задач было именно создание возможности для российских микробиологов представить свои исследования международному сообществу. И, надеюсь, эта задача будет выполнена, так как очень много российских ученых, в том числе молодых, заявили о своем желании участвовать. Конечно, наша сильная сторона — это разнообразие и экология, тут основы были заложены академиком Георгием Александровичем Заварзиным, учителем многих российских микробиологов. В последние годы появились сильные работы по геномике и метаболизму экстремофилов.
В числе пленарных докладчиков двое ведущих мировых специалистов, работающих в России: это Светлана Николаевна Дедыш, исследующая микрофлору холодных и кислых тундровых болот, и Дмитрий Юрьевич Сорокин, изучающий разнообразие и метаболизм алкалофилов, населяющих содовые озера. Оба они из нашего Института микробиологии имени Виноградского РАН. Среди основных научных центров назову также Институт физиологии и биохимии микроорганизмов в Пу-щино; ферменты экстремофилов исследуют в Институте биохимии имени Баха РАН. В последние годы геномикой экстремофилов активно занимаются в Центре «Биоинженерия» РАН. И приятно, что нам прислали очень много заявок на участие из Иркутска, Новосибирска, Улан-Удэ. Очень надеюсь, что наш конгресс будет способствовать вовлечению большего количества российских микробиологов в дружное и динамичное сообщество экстремофильщиков.
— Спасибо за интервью!
Подробнее о конференции см. на сайте www.extremophiles2014.ru
