Коралловые рифы: новый источник лекарств и биотехнологий

Коралловые рифы — одни из самых богатых экосистем на планете, и теперь ученые открывают их новый потенциал: источники для разработки лекарств и биотехнологий. Исследование международной экспедиции Tara Pacific (2016–2018 годы) показало, что обитающие на рифах микроорганизмы производят уникальные биоактивные соединения, которые могут revolutionize медицину и промышленность.

В ходе экспедиции ученые изучили 32 архипелага в Тихом океане, собрав более 58 000 образцов. Это крупнейшее исследование коралловых экосистем, которое позволило впервые детально проанализировать их микробиом — совокупность микроорганизмов, обитающих в кораллах и вокруг них. Особое внимание уделялось бактериям, ассоциированным с кораллами, а не воде, как это делалось ранее.

«Раньше большинство исследований фокусировалось на бактериях, живущих в воде, где действительно существует удивительное биоразнообразие. Но никто не изучал бактерии, специфичные для кораллов», — говорит Ребекка Вега Тюрбер, морской биолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и соавтор статьи в журнале Nature.

Исследователи реконструировали более 13 000 микробных геномов из образцов двух видов твердых кораллов и одного вида огненного коралла. Последний, кстати, не является истинным кораллом, а относится к колониальным организмам, близким к медузам. Анализ показал, что 90% обнаруженных бактерий были ранее неизвестны науке — всего 3 700 новых видов. При этом 99% из них оказались специфичными для кораллов и не встречались в воде.

«Эти бактерии производят биоактивные молекулы, которые могут использоваться в самых разных областях: от фармацевтики до промышленности», — объясняет Тюрбер. Например, такие соединения могут применяться в создании новых лекарств, моющих средств, а также в производстве строительных материалов, таких как бетон. «Они открывают возможности для синтеза новых биоматериалов, что критически важно для биотехнологий», — добавляет она.

Среди обнаруженных бактерий были представители группы Acidobacteriota, известной своей метаболической универсальностью. Эти микроорганизмы содержат ранее неизвестные ферменты, которые могут быть полезны в белковой инженерии. Более того, биосинтетический потенциал микробиома коралловых рифов оказался сопоставим или даже превосходит таковой у губок — традиционного источника биоактивных соединений.

«Губки долгое время считались основным источником таких веществ, но теперь мы видим, что кораллы могут стать не менее перспективной альтернативой», — подчеркивает Тюрбер. Открытие ставит коралловые рифы в центр внимания не только как экологически значимые экосистемы, но и как потенциальные биофабрики будущего.