Израильские ученые показали, как микробы выживают в кратерах вулканов и горячих источниках

Ученые из Института Вейцмана выяснили, как микробы, чтобы выжить при температуре выше 80 градусов Цельсия, модифицируют свои молекулы РНК.

Гипертермофилы – это одноклеточные организмы, обитающие в вулканических кратерах, гидротермальных источниках и горячих ключах при температурах выше 80 градусов Цельсия. В новой работе, опубликованной в журнале Cell, ученые описали механизм выживания гипертермофилов.

Команда изучила рибосомную РНК у 14 видов одноклеточных организмов, обитающих в разных условиях. Выяснилось, что чем горячее естественная среда обитания организма, тем больше модификаций претерпевает его рибосомная РНК. У большинства бактерий и архей несколько десятков таких модификаций, а у гипертермофилов – сотни.

Более того, почти половина модификаций у гипертермофилов оказалась динамической: при повышении температуры количество измененных участков РНК увеличивалось. У организмов, живущих при умеренных температурах, такой гибкости ученые никогда не видели.

"Особенно удивительно, что одна из модификаций – добавление метильной группы, или метилирование, – почти всегда появлялась у РНК гипертермофильных видов вместе с другой модификацией: добавлением к РНК ацетильной группы, или ацетилированием", – говорит доктор Шрага Шварц.

Ученые показали, что каждая из этих модификаций стабилизируют РНК, но, когда они работают вместе, возникает своего рода кумулятивный эффект, и РНК стабилизируется особенно сильно. Криоэлектронная микроскопия показала, что метильные группы распределяются по рибосоме, "затыкая дыры" в структуре, что усиливает всю конструкцию.

Ученые считают, что открытие поможет улучшить все РНК-технологии – от вакцин до генной терапии – и объяснить давнюю загадку фармакологии, почему добавление метильной группы иногда усиливает действие лекарств в сотни раз.