Perfekt anpassade mikroorganismer lever i extrema miljöer, från djuphavsgravar till bergstoppar. Att lära sig mer om hur dessa extremofiler överlever under fientliga förhållanden kan informera forskare om liv på jorden och potentiellt liv på andra planeter.

I Journal of Proteome Research , beskriver forskare en metod för mer exakt identifiering av extremofil baserad på proteinfragment istället för genetiskt material. Studien identifierade två nya tåliga bakterier från höghöjdssjöar i Chile – en miljö som tidig Mars.

Även om människor tenderar att undvika att bosätta sig i extremt varma, kalla eller högt belägna områden, har vissa mikroorganismer anpassat sig för att leva på så tuffa platser. Dessa extremofila mikrober är av intresse för astrobiologer som söker efter liv på andra planeter.

Forskare använder för närvarande individuell gensekvensering för att identifiera jordbundna mikrober baserat på deras DNA. Men nuvarande metoder kan inte särskilja närbesläktade arter av extremofiler. Så Ralf Moeller och kollegor undersökte om de kunde identifiera en extremofil genom att använda dess proteinsignatur snarare än en gensekvens.

Forskarna började sin demonstration med vattenprover från fem höghöjda Andinska sjöar mer än 2,3 miles över havet i den chilenska Altiplano. (För referens, Denver ligger ungefär en mil över havet.) Från proverna odlade forskarna 66 mikrober och bestämde sedan vilken av två metoder som bättre identifierade mikroorganismerna:

• Traditionell gensekvensering jämförde nukleotiderna för 16s rRNA-genen (en typisk gen för sekvensbaserad mikrobanalys) från varje prov med en databas för identifiering.
• Den nyare "proteotyping"-tekniken analyserade proteinfragment som kallas peptider för att producera peptidsignaturer, som teamet använde för att identifiera mikroorganismer från proteomdatabaser.

Med dessa metoder identifierade forskarna 63 av de 66 mikroorganismer som odlades från sjöproverna på hög höjd. För de tre mikroorganismer som gensekvensering misslyckades med att identifiera eftersom deras genetiska information inte fanns i den tillgängliga databasen, identifierade proteotypning två potentiellt nya typer av extremofila bakterier.

Dessa resultat tyder på att proteotypning kan vara en mer komplett lösning för att identifiera extremofila mikroorganismer från små biologiska prover. Teamet säger att proteinprofilering en dag kan hjälpa oss att söka efter och identifiera utomjordiskt liv och bättre utforska den biologiska mångfalden på vår egen planet.

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

Journalinformation: Journal of Proteome Research

Tillhandahålls av American Chemical Society