Литовский ученый, работающий в Америке: может быть, сами мы марсиане
Одни пытаются переступить порог познания мира, ускоряя элементарные частицы, иные планируют космические полеты, однако есть и те, кто ищет ответы в океанах. Профессор Рамен Степанаускас, работающий в Большой научной лаборатории Атлантики в Америке, желает представить как можно интереснее, так как ученые, изучающие то, что мы не видим неподготовленным глазом, всегда вызывают любопытство..
Пришла ли жизнь на Землю с остальных планет и можно ли считать людей марсианами в каком-нибудь смысле? Почему бактерии настолько успешны и в конечном счете становятся устойчивыми к антибиотикам, которые мы создаём2 Сколько миллилитров океанской воды живы?
Популярный ученый, чьи статьи публикуются в подобных изданиях, как "Cell", LRT.lt рассказал о фантастическом мире микроорганизмов, из которого самым большим организмам (компаниям) есть чему поучиться..
Что мы знали о происхождении жизни на Земля, а чего не знали? Какие загадки до этого времени не упоминаются?
Мы достаточно точно знаем, когда появилась жизнь, и, наверное, самое непонятное — насколько быстро она появилась. Такое случилось, когда поверхность земли остыла настолько, что появилось не простое органическое вещество. Есть свидетельства того, что за относительно небольшой период времени появилась жизнь, что очень удивительно и интересно..
Как такое случилось? Как органическое вещество стало клетками? Данная часть еще не очень понятна. Но само вещество, к примеру, откуда берутся нуклеотиды, аминокислоты и даже больше непростые вещества, уже особенно хорошо изучено. Это можно воссоздать в лабораториях и даже не на земля. Есть большое количество свидетельств того, что метеориты и кометы содержат много органического вещества, являющегося частью жизни. Может быть, большинство из них были привезены из остальных мест..
Впрочем момент, когда необходимо перейти от химии к одной только биологии, не очень понятен..
Какие условия необходимы для первой жизни?
Тогда мы обязаны спросить, Что такое жизнь. Это определение придумано руками человека, по этой причине оно очень субъективно. Нужный нам ответ зависит от того, какое определение мы применяем. До этого времени мы знали лишь одну форму жизни, ту жизнь, которую мы любим и которая существует на Земля. Он которые полностью состоят нуклеотидов, ДНК или РНК, не несущих информационного материала. И из белков, которые выполняют основные функции.
Для существования такой жизни необходима вода. Источники энергии и детали, составляющие основу жизни, например уголь, кислород, водород..
Это чрезвычайно серьезный энергетический источник, который дает возможность организмам выполнять собственные функции и плодиться. Источники энергии могут быть разными. Интересно, что очень много людей, возможно, думают, что Солнце — единственный источник и он требуется, но на нашей планете есть места, где жизнь удачно существует без света Солнечного света. Один из примеров — водный гидротермальный источник. Они выделяют вещества, которые вступают в реакцию с определенными элементами, создавая источники энергии. Это происходит глубоко под водой, где нет солнца..
Тут растут разные бактерии, окисляющие сульфиды, водород и остальные восстановленные соединения. Такие микроорганизмы поедаются более большими организмами и в конечном счете делают целую экосистему. Бактерии в росте иногда заметны неподготовленным глазом. Вся экосистема выживает за счёт энергии, вырабатываемой разными химическими реакциями..
Более того, если тут, под зданием LRT, мы вернем дыру глубже в землю, мы обнаружим микроорганизмы, которые, возможно, зависят от подобных источников энергии, которые не имеют ничего общего с Солнцем. Есть свидетельства того, что иногда уран и остальные радиоактивные детали могут быть энергетическим источником для организмов. Продукты их разложения реагируют с горными породами с образованием восстановленных или окисленных соединений, что их делает источником пищи. Также бывает и на остальных планетах и их спутниках, так что, возможно, такая жизнь есть не только на нашей планете..
Возможно, не ограничивайтесь поиском жизни на поверхности остальных планет..
Верьте, что жизнь существует в остальных мирах?
Я ученый, по этой причине не хочу принимать это слово. Я думаю, что условия для такой формы жизни есть и вероятность высока. Бывают даже предположение, что жизненные условия на Марсе возникли раньше, чем на Земля. Даже в теории может быть так, что сами мы марсиане. История Солнечной системы показывает, что, как минимум в теории, она могла сначала сформироваться на Марсе, а потом перенестись на Землю или остальные планеты. Можно сохранять организмы в скалах и путешествовать сквозь метеориты. Однако это только интересные теоретические возможности, интересные соображения..
Прошу прощения, если мой вопрос окажется неясным. Связь микроорганизмов в кишечнике человека с мозгом человека уже была показана. Может быть, человек — это просто место (тело) для таких организмов, где они выживают, размножаются и контролируют нас? Мы просто ее носители?
Понятно, что организм человека — это не только его клетки. Это целая экосистема. Наше тело содержит как минимум на порядок больше клеток микроорганизмов, чем наши свои клетки. Они кодируют намного больше генетической информации, чем наш свой геном. Безусловно, они выполняют множество разных функций..
Довольно интересно, что в конце концов на их важность указали, так как до этого времени микробиология человека ограничивалась патогенным анализом. Это ясно, так как разные болезни, которые они вызывают, опасны, однако сейчас мы начинаем смотреть на другие организмы, которых мы не переносим. Мы до этого времени не понимаем большинства их функций. Они делают важные органические соединения, которые приносят нам пользу. К примеру, витамины, иные вещества. Они как-то оказывают влияние на наш мозг. Я не занимался этой мистической вещью, это оказывает влияние на наше настроение, наше благосостояние. Когда вы чувствуете подъем или утомленность, это тоже может быть вызвано действием микроорганизмов..
Они делают разные химические соединения, которые попадают в мозг через кровь. Но осознание данной процедуре все еще ограничено.
Что помогло сделать прорыв, изменило это восприятие?
Это было связано с определенными моментами. Во-первых, технологии, так как микроорганизмы трудно насаждать. Мы лишь не так давно стали применять генетические методы, которые не зависят от выращивания в лаборатории. В конце концов появились инструменты, которые дают возможность все рассматривать честно..
Второе, сама культура медицинской биологии консервативна. Морские биологи увидели первые современные возможности исследования микроорганизмов. Традиционной микробиологии было недостаточно для изучения водных микроорганизмов. Методы, которые в настоящий момент изучаются на людях, были первый раз разработаны морскими биологами..
Какие темы в вашем мире наиболее важные? Что вы более всего обсуждаете с коллегами-учеными?
Моя специализация — геномика одиночных клеток. Я один из пионеров и лидеров в данной области. Мы нашли способ считывать геномы некоторых клеток микроорганизма, даже не стараясь их насаждать. Может необходимо узнать, что это за геном2 Геном — это совокупность генов в организме. Геном аналогичен изображению тела. Данный рисунок очень информативен, если вы сможете его читать. Геномы состоят из четырех букв (A, C, G, T). Все формы жизни, которые мы знаем К настоящему моменту, все их геномы написаны из данных букв.
В нашем своем геноме около трех миллиардов букв. Бактерии имеют от одного до пяти миллионов букв. Эти буквы сначала создают гены, часть генома, которая кодирует конкретную функцию, в большинстве случаев белок. Этот ген у бактерии исчисляет от тысячи до нескольких тысяч. Во многих случаях сканирование этого генома гораздо информативнее, чем прочие методы..
Можно проиллюстрировать аналогию с автомобилем. Если мы взглянем на это со стороны, мы не получим столько информации. Однако если мы взглянем на чертежи, то сразу узнаем, бензин это, дизель, электрический автомобиль. Большинство бактерий в государстве очень скучные, но, смотря на их геномы, они понимают изумительное многообразие, которое развилось за эти 4-ре миллиарда лет. Такое многообразное гораздо выше, чем у всех больших организмов, которые мы видим неподготовленным глазом. Животные и растения создают лишь пару маленьких развилок на древе жизни. Хотя внешний вид очень похож, микроорганизмы выполняют различные функции, являясь основой древа жизни..
Они друг от друга отличаются больше, чем человек от грибка.
К примеру, одни бактерии вдыхают кислород, иные — нитраты или железо. Одно из наших последних исследований показывает, что бактерии, проживающие в подземельях, могут совсем не дышать..
В ином исследовании, проведенном мной и коллегами, размещённом в престижном журнале Cella, был задан вопрос о многообразии микроорганизмов в океане в общем, про то, как его можно более честно оценить количественно, а еще как разработать план и как его проанализировать. Исследование основано на 28 образцах, взятых из Атлантического и Спокойного океанов..
Из одной пробы размером с небольшую каплю, взятой в Саргасском море, мы секвенировали более 6 тысяч. бактерии в геноме. В 2013 году оба генома были секвенированы по всему миру. Это показывает, насколько быстро эта область развивается, а еще сколько информации содержится в одной капле воды. И это менее одного процента от того, что находится в данной капле. В одном миллилитре океанской воды содержится около миллиона бактерий, десятки миллионов вирусов и пару тысяч эукариотических организмов. В одной капле — джунгли, вся экосистема.
Изучая эту каплю, мы выявили, что даже в ней тяжело найти похожие клетки, которые можно было бы сберечь у одного вида. Они все самые разнообразные. Многие из них друг от друга отличаются больше, чем человек от коровы. Это необходимо понимать, чтобы мы могли честно изучать природу. Более того, это вызывает вопросы об определении вида. Нет научной концепции того, что это называют биологическим видом..
Обычные определения видов в микробиологии неадекватны. Они были созданы в медицине, чтобы увидеть, как определенные микроорганизмы вызывают определенные болезни. Но когда вы начинаете использовать данные принципы в природе, они теряют собственное обозначение. Нам необходимо абсолютно по другому думать о многообразии и эволюции подобных организмов. И это не просто доктрина. Определение типов имеет практические и юридические результаты. К примеру, описание распространения стойкости к антибиотикам. Нам необходимы новые антибиотики, но самое основное — понять, как распространяется стойкость к ним. Нужно понимать аналогичные правила работы, которые относятся к определению вида, определяющий определенные группы микроорганизмов, среди них гены могут мутировать..
Вы поддерживаете отношения с Литвой? Вы общаетесь с литовскими учеными?
Я работаю над несколькими проектами в Вильнюсском университете и в Thermo Fisher. Раньше я работал с Клайпедским университетом и участвую в деятельности нескольких организаций, поддерживающих литовских экспериментаторов..
Каково, как вы думаете, нынешнее положение литовской науки
Ей становится лучше. Когда я вспоминаю, где была Литва 28 лет тому назад, когда я уехал, разница большая. Я думаю, что у Литвы есть историческая возможность стать ведущей страной в науке, а Вильнюсский университет — ведущий университет..
Я считаю, что на государственном уровне нужно создать согласованную и хорошую среду для процветания науки. В области финансирования общий уровень также невысокий. Но, возможно, еще хуже то, что даже ограниченные ресурсы не применяются постепенно и хорошо. Тут много непредсказуемости. Один год деньги выходят незапланированно, их необходимо потратить довольно быстро, в следующем году ученых оставляют на льду. Это срывает исследования, принуждает ученых отбывать, отговаривает тех, кто уезжает, возвращаться..
Ректоры должны активно принимать участие в совершенствовании системы науки. Я не думаю, что реально ожидать, что у политических партий будет аналогичная компетенция. Разработка системы — это тоже работа ученых..
Что необходимо экспериментатору, чтобы быть радостным на работе?
У него должно быть стремление быть хорошим. Он должен хотеть быть лучшим в мире. Удача заключается в том, чтобы иметь условия и попытаться их достигнуть. Если вы будете пытаться изо всех сил и делать все, что в ваших силах, вы имеете возможность сделать лучше.
— Астрономы поговаривают, что понимают около 4 процентов. Галактика. Насколько мы знаем об океанах?
Это зависит от того, что мы считаем, но ответа будет довольно мало. Большинство жизни в океане микроскопические. Мы много знаем о рыбах, китах, формах жизни, которые видим неподготовленным глазом, однако это довольно маленькая часть. Что касается микробиологического многообразия, мы пока касаемся только самой поверхности..
Если бы вы были более опытным морским биологом и знали бы так же, сколько и вы, я бы задала вопрос вас?
Каковы предполагаемые практические использования морских микробиологических исследований?.
? Какие они?
Мы проанализировали вторичный метаболизм и исследовали возможность микроорганизмов синтезировать непростые органические соединения. Мы выявили, что многие микробы проживают в бесплодной, неблагоприятной обстановке (к примеру, в пустыне в океане), но закодировали много вторичных метаболитов, которые, возможно, будут применяться в их контакте и борьбе. В дальнейшем один из найденных нами генов может найти использование на практике. Некоторые из данных соединений могут стать новыми антибиотиками, прекурсорами, иные могут быть полезны в качестве добавок в пищу с целью улучшения человеческого здоровья..
Некоторые гены тоже могут быть полезны в энергетике, преобразовывая отходы в жидкое горючее, такое как биоэтанол. Хочется, чтобы результаты нашего исследования были полезны в таких областях. Это требует времени. Однако это есть смысл.
Что решили баллотироваться на должность ректора Вильнюсского университета?
Я хочу внести собственный депозит в успех Вильнюсского университета. Тут я изучал, изучал биологию, сначала ездил на пять месяцев, чтобы получить новые знания и использовать их тут, однако не получилось. Я достиг стадии, когда меня будут интересовать не только исследования, но и участие в управлении..
История:
