Новый штамм, выделенный из «булькающих» источников метана в Кэттегате, относится к планктомицетному виду Novipirellula methanifontis sp. nov.

Скрытый мир в булькающих подводных источниках

Глубоко под волнами пролива Кэттегат между Данией и Швецией метан поднимается через скалистые «булькающие рифы», питая оживлённое, но невидимое сообщество микробов. В этом исследовании рассказывается история одного такого микроба — необычной бактерии с большим геномом, склонностью к разложению сложных сахаров и странным способом деления, которая оказалась совершенно новым видом. Понимание подобных организмов помогает учёным воссоздать картину того, как подводные экосистемы перерабатывают углерод, и может указать на будущие биотехнологические инструменты — от новых ферментов до потенциальных антибиотиков.

Жизнь на грани источников метана

Новоописанную бактерию изначально собрали десятилетия назад в выходах метана в Кэттегате, где газовые пузырьки постоянно поднимаются из карбонатноцементированных рифов на дне моря. Эти мелководные источники содержат кислородсодержащие осадки, в которых метан быстро окисляется, создавая резкие химические градиенты и разнообразие экологических ниш. Штамм, хранившийся годами в коллекции микробиолога Хайнца Шлезнера, недавно был восстановлен и получил лабораторное обозначение SH528^T. Несмотря на происхождение из среды, богатой метаном, исследователи показали, что бактерия фактически не «поедает» метан. Вместо этого она дышит кислородом и питается органическими веществами, занимая место в более широкой биогеоценотической структуре, окружающей метановую «горячую точку».

Странная бактерия с почкованием

Под микроскопом SH528^T выглядит и ведёт себя совсем иначе, чем типичные бактерии из учебников. Она принадлежит к типу Planctomycetota, группе, известной своей необычной клеточной биологией. Клетки имеют лососёвый цвет, эллипсоидную до практически круглой форму и образуют небольшие бесформенные скопления в жидкой культуре. Вместо деления пополам посередине они размножаются путём «полярного почкования»: из одного конца более крупной материнской клетки вырастает маленькая округлая дочерняя клетка, удлиняется и затем отщепляется. Клетки развиваются при умеренных температурах около 24 °C и при нейтрально‑слабощелочном pH, что соответствует мягким условиям их прибрежной морской среды.

Гигантский геном, насыщенный ферментами для расщепления сахаров

При секвенировании ДНК исследователи обнаружили одну циркулярную хромосому примерно 10,5 миллиона пар оснований — большую даже по меркам уже генетически богатых родственников. Геном содержит более 7 000 белок-кодирующих генов, включая внушительный набор почти из 300 генов, кодирующих так называемые картино‑активные ферменты (карбоангидрат‑активные ферменты). Эти ферменты специализируются на разложении и модификации сложных полисахаридов — прочных сахаросодержащих молекул, из которых состоят, например, оболочки водорослей. Такой набор инструментов указывает на то, что SH528^T хорошо приспособлен к выживанию там, где простые сахара дефицитны, за счёт переваривания более устойчивого органического вещества и участия в рециркуляции углерода в морских отложениях.

Встраивание новичка в бактериальное родословное дерево

Чтобы разместить SH528^T в древе жизни, потребовались несколько линий генетических доказательств. Команда сравнивала ключевые молекулярные маркёры — такие как ген 16S рибосомальной РНК, общая средняя нуклеотидная идентичность и процент общих белков — с таковыми у известных родственников. Все анализы однозначно поместили штамм в семью Pirellulaceae и род Novipirellula, но значения сходства последовательно оставались ниже принятых порогов для одного вида. Пангеномный анализ, сравнивающий полный набор генов родственных штаммов, показал, что SH528^T содержит более 1 700 уникальных кластеров генов, что подчёркивает его отличительную генетическую идентичность и намекает на специализированные экологические адаптации, включая богатый набор ферментов и способность синтезировать различные вторичные метаболиты.

Новое имя и почему это важно

В совокупности — происхождение из выходов метана, характерная форма клетки и почкование, необычно большой и разнообразный геном и чёткое генетическое отличие от близких родственников — эти данные оправдали признание SH528^T новым видом. Авторы предлагают название Novipirellula methanifontis, что означает «из метанового источника». Для неспециалистов ключевая мысль в том, что даже хорошо изученные прибрежные моря продолжают скрывать неизвестных микробных участников, которые тихо управляют круговоротами элементов. Каталогизация и характеристика таких бактерий позволяют учёным углубить понимание морских экосистем и обнаруживать новые ферменты и биоактивные соединения, которые в перспективе могут быть использованы в биотехнологии, медицине или экологических приложениях.

Цитирование: Staack, M., Haufschild, T., Hammer, J. et al. A novel strain isolated from methane seeps in the Kattegat belongs to the planctomycetal species Novipirellula methanifontis sp. nov.. Sci Rep 16, 6537 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33410-y

Ключевые слова: морские бактерии, выходы метана, планктомицеты, микробное разнообразие, углеродный цикл