Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Проект посвящен культивированию и изучению новых ранее некультивируемых экстремофильных микроорганизмов из экосистем Сибири. Из глубинных подземных вод (более 2 км), вскрываемых артезианской скважиной на территории Томской области, был выделен Desulforudis audaxviator штамм BYF. Бактерия длительное время была известна только по геномным подписям, считалась медленнорастущей и не подверженной культивированию. Анализ генома Candidatus Desulforudis audaxviator и данные метагеномных исследований предполагали, что бактерия может развиваться в экстремально олиготрофных условиях подземной биосферы, использовать энергию, получаемую от радиолиза воды, и формировать экосистемы, основанные на одном виде. Считалось, что бактерия претерпевает деление раз в сто или даже тысячу лет. Нами была получена лабораторная культура Desulforudis audaxviator штамм BYF, растущая со скоростью 0.027 час-1 и временем удвоения 28.5 часов, что продемонстрировало возможность относительно быстрого роста в лабораторных условиях. Спектр субстратов, используемых штаммом BYF, кроме молекулярного водорода включал ряд простых органических кислот и спиртов. Электронно-микроскопические наблюдения тонких срезов клеток выявили уникальные детали морфологии, заключающиеся в связи спор с газовыми вакуолями и присутствие электрон-плотных структур в цитоплазме, обогащенных фосфором, железом и кальцием. Газовые вакуоли могут играть важную роль в распространении десульфорудиса. В ходе выполнения проекта в 2018 году проведены хемотаксономические исследования и депонирование в международные коллекции новых ацидофильных и ацидотолерантных штаммов бактерий, что позволит выполнить таксономические описания новых видов Desulfovibrio и Desulfosporosinus. С целью выделения новых прокариот получены накопительные культуры сульфидогенов, хитинолитиков, сахаролитиков и гетеротрофов, утилизирующих мономеры сахаров и органические кислоты из: (1) проб воды нефтеразведочной скважины в пос. Сухая; (2) скважины, вскрывающей подземные горизонты добычи угля в Новокузнецке (разрез Бунгурский-Северный) и дренажной скважины на шахте «Северная»; (3) глубинной скважины в поселке Белый Яр Томской области; (4) осадков содового озера Танатар в Алтайском крае. Предварительные молекулярные исследования показали наличие филогенетически-удаленных и биотехнологически значимых филотипов в этих экосистемах. Дальнейшие исследования будут направлены на выделение целевых организмов из накопительных культур.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проект посвящен культивированию и изучению новых ранее некультивируемых экстремофильных микроорганизмов из экосистем Сибири. Из глубинных подземных вод (более 2 км), вскрываемых артезианскими скважиной на территории Томской области, были выделены уникальные организмы, в том числе (1) долгое время не поддающегося культивированию Desulforudis audaxviator, (2) представителя нового филогенетически удаленного кластера подземных спирохет ‘Longinema margaulisae', (3) представителей новых родов сульфидогенов, относящихся к семейству Peptococcaceae. Выделение новых изолятов стало возможно благодаря разработке новых подходов к культивированию, включая: (1) подбор сред на основе информации о составе сообщества микроорганизмов в пробе, содержащий целевой организм, полученной молекулярными методами; (2) анализе путей метаболизма целевого организма в композитном геноме, собранном из метагенома (MAG); (3) использовании микробных обрастаний на выходе термальных скважин в качестве своеобразных «ловушек» для микроорганизмов глубинной биосферы. Также продолжена работа по таксономическому описанию полученных ранее изолятов экстремофилов, включая депонирование штаммов в международные коллекции, определение состава жирных кислот клеточной стенки, определение хемиотаксономических параметров организмов, определение последовательностей геномов (драфты). В ходе выполнения проекта в 2019 году также проведен дополнительный отбор проб термальных подземных вод из глубинных нефтепоисковых скважин в Новосибирской и Тюменской областях и Республике Алтай, а также пробы сульфатного озера в республике Алтай. Получены накопительные культуры термофилов и галофилов. Молекулярный анализ накопительных кульутр показал присутствие филогенетически удаленных групп микроорганизмов. Дальнейшие исследования будут направлены на выделение целевых организмов из накопительных культур, их изучение и таксономическое описание.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Проект посвящен культивированию и изучению новых ранее некультивируемых экстремофильных микроорганизмов из экосистем Сибири. В ходе выполнения проекта в 2020 году проведен отбор проб термальных подземных вод из глубинных нефтепоисковых скважин в Тюменской и Томской областях, а также проб отходов добычи угля и ртути в Кемеровской области и Республике Алтай. Ранее из глубинных подземных горизонтов, вскрываемых нефтепоисковой скважиной в Томской области, был выделен уникальный организм “Desulforudis audaxviator”, долгое время не поддающийся культивированию. Использование данных молекулярного анализа позволило разработать стратегию и быстро выделить в чистую культуру бактерию, родственную “Desulforudis audaxviator” из микробных обрастаний на изливе другой глубиной термальной скважины в поселке Чажемто Томской области. Еще один изолят из этой филогенетической группы был выделен из отобранной ранее пробы термальных вод в Тюмени. Полученные в 2020 году результаты свидетельствуют о существовании группы гидрогенотрофных сульфатредукторов, населяющих подземную биосферу и использующую водород и сульфат в качестве источников энергии. “Desulforudis audaxviator” является одним из представителей этой группы. Наши исследования показывают, что бактерии могут быть культивируемы в лаборатории и использованы для исследований биохимических путей. Оптимизация условий культивирования “Desulforudis audaxviator”, выполненная в 2020 году, позволит депонировать штамм в международные коллекции. В международные коллекции были депонированы чистые культуры сульфатредуцирующих бактерий, выделенные ранее из отходов добычи полезных ископаемых и подземных термальных вод. В 2020 году были выделены в чистую культуру новые хемоорганотрофные организмы, представляющие удаленные филогенетические группы, внутри филумов Firmicutes и Chloroflexi. Выделенная ранее из поземных вод новая термофильная спирохета была описана как новый вид и род, Longinema margulisiae. Новый род представляет новое семейство Longinemaceae.