Цианобактерии (также известные как сине-зеленые водоросли) и другие океанические бактерии способны превращать углекислый газ и воду в углеводы и кислород с помощью солнечного света, как и растения. «Они используют светособирающие комплексы, чтобы улавливать энергию света», — говорит профессор микробиологии Николь Франкенберг-Динкель из Университета Кайзерслаутерна. «Они состоят из белков и цветных пигментов». Последние также отвечают за характерную окраску. В случае растений, например, это зеленый пигмент «хлорофилл», у цианобактерий — синий пигмент «фикоцианобилин» и розовый пигмент «фикоэритробилин».
«Синтез этих пигментов уже хорошо изучен», — добавляет микробиолог. «До сих пор исследователи могли продемонстрировать их присутствие только в организмах, которые выделяют кислород в процессе фотосинтеза». В дополнение к этой форме обычного фотосинтеза, выполняемого растениями и цианобактериями, существуют также другие варианты, которые не выделяют кислород.
Биологи из Кайзерслаутерна вместе со своим израильским коллегой-исследователем и биоинформатиком Одедом Бежей (из Технологического института Техниона) пытались исследовать, в какой степени синтез пигментов преобладает в определенных морских регионах. Биосинтез розового пигмента «фикоэритробилин» был в центре внимания их работы. «Генетическая информация о синтезе розового пигмента широко распространена во всех океанах мира», — говорит профессор.
Здесь исследователи сделали заметное открытие: эта информация широко распространена в вирусах. «Вирусы несут генетическую информацию, которая может быть использована для производства пигментов розового цвета», — объясняет Франкенберг-Динкель. Вирусы вводят эту генетическую информацию в бактериальные клетки, что позволяет им синтезировать розовый пигмент. «Новым является то, что мы можем использовать биоинформатический анализ для определения типа вирусов, которые несут эту генетическую информацию», — продолжает Франкенберг-Динкель. «Мы смогли показать, что вирусы, скорее всего, поражают те микробы, для которых мы еще не знаем, для какой цели служит пигмент».
Для своего исследования Франкенберг-Динкель и ее команда проанализировали наборы данных, полученные из баз данных метагенома. «Они содержат всю генетическую информацию обо всех организмах, которые мы обычно извлекаем, например, во время экскурсии в море», — объясняет исследователь. «Этот метод позволяет нам получить подробное представление об экосистеме без необходимости исследовать ее на месте».