Команда химиков, микробиологов и экологов создала молекулярный зонд — молекулу, которая загорается, когда микробы перерабатывают сахара. В журнале JACS они описали, как этот инструмент помогает изучать невидимую борьбу между водорослями и микробами в океане.

Сахара повсюду в морских экосистемах, но до сих пор непонятно, могут ли микробы их все переработать, — говорит Ян-Хендрик Хееманн из Института морской микробиологии Макса Планка.

Теперь мы видим этот процесс в реальном времени, — добавляет Петер Зеебергер из Института коллоидов и поверхностей.

Как это работает

Водоросли поглощают углекислый газ и превращают его в кислород и органику, в том числе в сахара.

Но не все сахара легко разлагаются. Некоторые настолько сложные, что большинство микробов с ними не справляются.

Из-за этого углерод оседает на дно и остается там веками, пока не появится нужный фермент.

Ученые решили проблему, создав сахар с двумя флуоресцентными метками.

Пока молекула цела, она не светится, но стоит ферменту разорвать связь — загорается.

Так можно увидеть, где и когда сахар разрушается.

Что удалось узнать

• Зонд работает в пробирках, живых культурах и даже в сложных микробных сообществах.
• С его помощью отследили распад α-маннана — полисахарида, который образуется при цветении водорослей.

Теперь у нас есть инструмент, чтобы изучать, кто, что и когда ест в океане, — говорит Коннор Кроуфорд, ведущий автор исследования.

Этот метод открывает путь к пониманию роли микробов в углеродном цикле. Если мы узнаем, какие организмы разлагают сложные сахара, сможем:

• точнее предсказывать, как океан поглощает CO₂;
• разрабатывать биотехнологии для переработки органики;
• изучать аналогичные процессы в кишечнике человека.

Хотя метод точен, он пока ограничен одним типом сахаров (α-маннаном). Чтобы понять всю картину, нужно создать аналогичные зонды для других полисахаридов. Кроме того, флуоресценция может маскироваться в мутной воде, что усложнит наблюдения в природных условиях.

Ранее ученые заметили, что по мере потепления океана водоросли процветают.