2487
Археї, які живуть усередині морських губок і десятиліттями вважалися майже ідеальними «фахівцями» з утилізації аміаку, виявилися значно гнучкішими. Дослідники Віденського університету разом із колегами з Австралії показали, що ці мікроорганізми здатні використовувати не лише неорганічний аміак, а й амінокислоти — зокрема валін, лейцин та ізолейцин. Це змінює уявлення про одну з найдавніших форм симбіозу між тваринами та мікробами.
Морські губки належать до найдавніших тваринних груп. Їхні прості на вигляд тіла густо заселені мікроорганізмами, і багато з цих партнерств критично важливі для нормального життя господаря.
Серед найпомітніших симбіонтів — аміак-окиснювальні археї. Вони споживають аміак, який утворюється як відхід метаболізму самої губки, і таким чином виконують роль своєрідної мікроскопічної системи очищення.
Раніше вважалося, що такі археї є суворими хемолітоавтотрофами. Вони отримують енергію з окиснення аміаку, а вуглець для побудови клітини беруть із вуглекислого газу.
Проте геноми симбіотичних архей давно натякали на іншу можливість. У них знаходили гени транспортерів розгалужених амінокислот — білкових «воріт», через які клітина може захоплювати валін, лейцин та ізолейцин.
Нова робота дала перший прямий експериментальний доказ того, що ці гени справді використовуються для живлення.
Дослідники працювали з яскраво-жовтою губкою Ianthella basta, поширеною на коралових рифах Індо-Тихоокеанського регіону, включно з Великим Бар’єрним рифом. Її архейним симбіонтом є Nitrosospongia ianthellae.
Губок утримували в експериментальних акваріумах Австралійського інституту морських наук. У воду додавали спеціально мічені амінокислоти, щоб потім простежити, які клітини їх поглинули.
Ключовим інструментом стала NanoSIMS — методика, яка дозволяє бачити розподіл ізотопно мічених речовин буквально на рівні окремих мікробних клітин.
Завдяки цьому команда змогла не просто припустити функцію за генами, а безпосередньо побачити, що конкретні археї всередині губки включали амінокислоти у власну біомасу.
Це означає, що вони є міксотрофами: можуть використовувати і вуглекислий газ, і органічні сполуки як джерела вуглецю.
Важливо й те, що археї здатні не лише споживати, а й виробляти розгалужені амінокислоти. Через це їхня роль у симбіозі може бути набагато ширшою за просте видалення токсичного аміаку.
Лейцин, ізолейцин і валін є не просто будівельними блоками білків. У тваринних клітинах вони можуть виступати сигналами, що впливають на метаболізм і ріст.
Автори припускають, що архейні симбіонти можуть змінювати доступність таких молекул усередині губки й таким чином брати участь у хімічному «діалозі» з господарем.
Один із можливих шляхів пов’язаний із системою mTOR — еволюційно давнім регулятором росту клітин, який реагує на наявність поживних речовин, зокрема розгалужених амінокислот.
Дослідження не доводить, що саме таким способом археї керують клітинами губки, але воно показує механізм, який можна перевіряти далі.
Знахідка також нагадує, наскільки обмеженим може бути уявлення про мікроорганізм, якщо оцінювати його лише за одним відомим метаболічним процесом. Археї, які роками вважалися вузькими спеціалістами, виявилися здатними гнучко комбінувати різні джерела вуглецю.
https://phys.org/news/2026-09-archaea-flexitarians-ammonia-oxidizing-microbes.html
