Учёные впервые вырастили в лаборатории сотни пресноводных микробов, которые раньше не поддавались культивированию

Схема работы: отбор проб, культивирование методом разведения до исчезновения, метагеномное секвенирование и экогеномный анализ. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63266-9

Международная группа исследователей под руководством Михаэлы Зальхер из Биологического центра Академии наук Чехии и Беттины Зоннтаг из Университета Инсбрука совершила прорыв в микробиологии, успешно культивировав 627 чистых штаммов из 72 родов микроорганизмов, собранных в 14 озерах Центральной Европы.

До сих пор большинство попыток выращивания микробов в лабораториях были сосредоточены на быстрорастущих организмах в питательных средах. Это оставляло без внимания множество наиболее распространённых водных микробов — медленнорастущих олиготрофов, адаптированных к условиям с низким содержанием питательных веществ.

Учёные использовали метод высокопроизводительного разведения до исчезновения с индивидуально разработанными средами, имитирующими природную озерную воду с низкой концентрацией питательных веществ. Это позволило поддерживать рост олиготрофов, избегая подавления быстрорастущими конкурентами.

Новая коллекция культур включает многие ранее не культивируемые таксоны из классических пресноводных филумов, в том числе первый свободноживущий пресноводный представитель Armatimonadota. Среди выращенных штаммов — многие из наиболее распространённых пресноводных бактериальных родов, включая представителей пресноводного рода SAR11 Fontibacterium, метилотрофного Methylopumilus и пресноводных специалистов типа Planktophila.

Полное секвенирование генома 87 культивированных штаммов выявило два новых семейства, девять новых родов и 41 новый вид. Проанализированные геномы предоставляют информацию об экологической адаптации к пресноводным средам, включая:

• Упрощение генома: Малые размеры генома, ведущие к экономии энергии и снижению метаболической гибкости
• Способности к улавливанию света: Многие штаммы используют протон-перекачивающие родопсины или аэробную аноксигенную фототрофию
• Разнообразные метаболические признаки: От метаболизма серы и азота до биосинтеза витаминов и деградации углеводов

Новая коллекция штаммов и геномов находится в открытом доступе, предоставляя фундаментальный ресурс для исследователей, изучающих роль микробов в круговороте углерода и питательных веществ, качестве воды, устойчивости экосистем и других процессах.

Дополнительная информация: Michaela M. Salcher et al, Bringing the uncultivated microbial majority of freshwater ecosystems into culture, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63266-9