Proteinfragmenter identificerer to nye ekstremofile mikrober - og kan hjælpe med at finde fremmed liv

Perfekt tilpassede mikroorganismer lever i ekstreme miljøer, fra dybhavsgrave til bjergtoppe. At lære mere om, hvordan disse ekstremofiler overlever under fjendtlige forhold, kan informere videnskabsmænd om liv på Jorden og potentielt liv på andre planeter.

I Journal of Proteome Research , beskriver forskere en metode til mere nøjagtig ekstremofil identifikation baseret på proteinfragmenter i stedet for genetisk materiale. Undersøgelsen identificerede to nye hårdføre bakterier fra højtliggende søer i Chile - et miljø som tidligt Mars.

Selvom mennesker har en tendens til at undgå at bosætte sig i ekstremt varme, kolde eller højtliggende områder, har nogle mikroorganismer tilpasset sig til at leve på så barske steder. Disse ekstremofile mikrober er af interesse for astrobiologer, der søger efter liv på andre planeter.

Forskere bruger i øjeblikket individuel gensekventering til at identificere jordbundne mikrober baseret på deres DNA. Men nuværende metoder kan ikke skelne nært beslægtede arter af ekstremofiler. Så Ralf Moeller og kolleger undersøgte, om de kunne identificere en ekstremofil ved at bruge dens proteinsignatur frem for en gensekvens.

Forskerne startede deres demonstration med vandprøver fra fem højtliggende Andessøer mere end 2,3 miles over havets overflade i den chilenske Altiplano. (Til reference er Denver omkring en mil over havets overflade.) Ud fra prøverne dyrkede forskerne 66 mikrober og bestemte derefter, hvilken af ​​to metoder, der bedst identificerede mikroorganismerne:

• Traditionel gensekventering sammenlignede nukleotiderne i 16s rRNA-genet (et typisk gen til sekvensbaseret mikrobeanalyse) fra hver prøve med en database til identifikation.
• Den nyere "proteotyping"-teknik analyserede proteinfragmenter kendt som peptider for at producere peptidsignaturer, som teamet brugte til at identificere mikroorganismer fra proteomdatabaser.

Med disse metoder identificerede forskerne 63 af de 66 mikroorganismer, der blev dyrket fra søprøverne i stor højde. For de tre mikroorganismer, som gensekventering ikke kunne identificere, fordi deres genetiske information ikke var i den tilgængelige database, identificerede proteotyping to potentielt nye typer ekstremofile bakterier.

Disse resultater tyder på, at proteotyping kunne være en mere komplet løsning til at identificere ekstremofile mikroorganismer fra små biologiske prøver. Holdet siger, at proteinprofilering en dag kan hjælpe os med at søge efter og identificere udenjordisk liv og bedre udforske biodiversiteten på vores egen planet.

Flere oplysninger: Katharina Runzheimer et al., Exploring Andes High-Altitude Lake Extremophiles through Advanced Proteotyping, Journal of Proteome Research (2024). DOI:10.1021/acs.jproteome.3c00538

Journaloplysninger: Journal of Proteome Research

Leveret af American Chemical Society