Диатомеи — одни из самых распространенных водорослей в океане. Их существует не меньше 100 тысяч видов.

Большинство этих крошечных организмов живут за счет фотосинтеза: используют солнечный свет, углекислый газ и воду, чтобы производить сахара и энергию для роста и размножения.

Но есть и исключения. Например, вид Nitzschia sing1 — не самое звучное название, зато удивительная история.

Эти водоросли отказались от фотосинтеза и перешли на питание ламинарией, — объясняет Финн Л. Аахманн, профессор Норвежского университета естественных наук и технологий.

Ученые выяснили, как Nitzschia sing1 обманула природу. Оказалось, эти водоросли научились расщеплять альгинат — сложный сахар в клеточных стенках бурых водорослей.

Результаты опубликованы в издании PLOS Biology.

Они превратились в мини-фабрики по переработке ламинарии, — говорит Аахманн.

Но откуда у диатомей такие способности? Гены, отвечающие за производство нужных ферментов, явно позаимствованы у бактерий. Когда-то предок Nitzschia sing1  «украл» их, встроил в свою ДНК, размножил и видоизменил. В итоге водоросль перестала зависеть от солнца и переселилась в приливные зоны, где ламинарии в избытке.

Почему это важно

• Альгинат используют в пищевой промышленности, медицине и даже при производстве сварочных стержней.
• Понимание механизма может помочь в создании биотоплива или переработке водорослей.

Неожиданный поворот для скромной диатомеи, которая решила играть по своим правилам.

Изучение Nitzschia sing1 дает ключ к биотехнологическому применению:

• Биотопливо — если «научить» другие организмы так же эффективно разлагать альгинат, можно упростить переработку морской биомассы.
• Экология — понимание круговорота углерода в океане, особенно в прибрежных зонах, где ламинарии играют ключевую роль.
• Медицина и промышленность — ферменты диатомей могут удешевить производство альгинатов, которые сейчас добывают химическим путем.

Исследование не объясняет, как именно произошел горизонтальный перенос генов от бактерий к диатомеям. Без этого механизма сложно говорить о воспроизводимости процесса в лаборатории. Кроме того, пока изучен только один вид — Nitzschia sing1. Его уникальность может оказаться исключением, а не правилом.

Ранее российские ученые раскрыли механизмы контрроля синтеза аргинина с помощью кишечной палочки.