- Pomimo że woda pokrywa ponad połowę powierzchni Ziemi i jest miejscem bytowania od 2 do 20 milionów różnych gatunków organizmów żywych, głębiny morskie należą do najsłabiej poznanych obszarów naszej planety - mówi prof. dr hab. Tadeusz Kaczorowski z Katedry Mikrobiologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Gdańskiego, który zdobył grant na badania biosfery głębin oceanicznych.

Projekt „Granice życia: różnorodność, strategie adaptacyjne oraz potencjał biotechnologiczny mikroorganizmów żyjących w głębinach morskich Arktyki. (INDEPTH)” dotyczy badań nad biosferą głębin oceanicznych i realizowany jest w ramach konkursu GRIEG, finansowanego z funduszy norweskich.

Sam pomysł na projekt narodził się na styku wspólnych zainteresowań Pracowni Biologii Ekstremofili, Katedry Mikrobiologii UG (reprezentowanej przez prof. dra hab. Tadeusza Kaczorowskiego), Kolekcji Plazmidów i Drobnoustrojów Wydziału Biologii UG (reprezentowanej przez dr n. med. Annę-Karinę Kaczorowską) oraz laboratorium prof. Idy H. Steen z Uniwersytetu w Bergen.

- Pomimo, że woda pokrywa ponad połowę powierzchni Ziemi i jest miejscem bytowania od 2 do 20 milionów różnych gatunków organizmów żywych, głębiny morskie należą do najsłabiej poznanych obszarów naszej planety. Ta wielka otchłań, często postrzegana jest jako obszar graniczny życia, ze względu na  brak światła, wysokie ciśnienie,  ograniczoną dostępność składników odżywczych i skrajne temperatury wahające się od 2-4°C w większości siedlisk do ponad 100°C w miejscach występowania pól hydrotermalnych - mówi prof. dr hab. Tadeusz Kaczorowski. - Głębiny oceaniczne są środowiskiem niemal pierwotnym, dającym nam wgląd w warunki, jakie towarzyszyły pojawieniu się życia na Ziemi. Ze względu na swoją niezwykłość głębiny te mogą się stać cennym źródłem biozasobów o potencjalnym zastosowaniu w biotechnologii. Jednak, jak dotąd ogromna większość funkcjonalnej i  biochemicznej różnorodności drobnoustrojów funkcjonujących w tych siedliskach  jest ukryta w mikroorganizmach, których nie potrafimy hodować w laboratoriach.

Mając to na uwadze naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego i  Uniwersytetu w Bergen chcą podjąć badania nad unikatową bioróżnorodnością drobnoustrojów żyjących w głębinach i kominach geotermalnych grzbietów śródoceanicznych Morza Arktycznego w oparciu o nowoczesne podejście metagenomiczne.

- Umożliwia ono, dzięki zaawansowanym metodom sekwencjonowania, analizowanie DNA wyizolowanego bezpośrednio ze środowiska. Naszym głównym zamierzeniem jest poznanie mikroorganizmów głębin morskich poprzez analizę szlaków metabolicznych, strategii adaptacyjnych do życia w warunkach ekstremalnych oraz charakterystykę białek kluczowych dla ich funkcjonowania – dodaje prof. Tadeusz Kaczorowski.

W tym celu wykorzystany ma zostać potencjał badawczy zespołów naukowych: Prof. Łukasza Dziewita z Uniwersytetu Warszawskiego oraz Prof. Wojciecha Rypniewskiego z Instytutu Chemii Bioorganicznej w Poznaniu. Kluczowym partnerem projektu jest zespół naukowy kierowany przez Profesor Idą H. Steen ze Uniwersytetu w Bergen w Norwegii, która od ponad 15 lat zajmuje się ekologią, fizjologią środowisk arktycznych oraz wykorzystaniem mikroorganizmów z Arktyki w przemyśle biotechnologicznym.

Jak podkreślają naukowcy z UG, dzięki tej współpracy, w ramach projektu będą mogli wykorzystać ogromną ilość danych metagenomowych oraz próbek pochodzących z głębin morskich zgromadzonych podczas corocznych ekspedycji naukowych do Arktyki.

- Oczekujemy, że nasze badania będą miały istotny wpływ na zrozumienie ekologii oraz metabolizmu ekstremofili, ze szczególnym  uwzględnieniem cyklu biogeochemicznego węgla, a także poszerzą wiedzę na temat ewolucji  i  strategii adaptacyjnych związanych z życiem w ekstremalnych siedliskach. Rozwiniemy też wiedzę na temat enzymów działających w ekstremalnych warunkach, które charakteryzują się unikatowymi właściwościami, często poszukiwanymi przez przemysł biotechnologiczny. Warto dodać, że większość z enzymów stosowanych w diagnostyce COVID-19 pochodzi właśnie z tych niepozornych mikroorganizmów zamieszkujących siedliska o skrajnych warunkach – tłumaczy dr n. med. Anna-Karina Kaczorowska.

Zdaniem badaczy z UG głębiny morskie stają dziś się obszarem eksploracji zasobów biologicznych i pod wieloma względami przyszłość zależy od zrównoważonego ich wykorzystania. Skuteczna i umiejętna eksploatacja zasobów morskich będzie miała coraz większe znaczenie dla wspierania wzrostu błękitnej gospodarki w Europie.

Łączna wysokość środków przyznanych przez Narodowe Centrum Nauki na realizację projektu wynosi 1, 5 mln Euro.