Ученые выяснили, что способность расщеплять природные биопластики есть не только у микроорганизмов. Ферменты, разрушающие полигидроксиалканоаты — PHA, обнаружили у десятков видов животных, включая морских червей, морских звезд, дождевых червей и других наземных организмов.
Исследование началось с морского червя Olavius algarvensis длиной около 2 сантиметров. У него нет рта, кишечника и выделительной системы, а питание обеспечивают симбиотические бактерии, живущие под кожей. Один из таких микроорганизмов накапливает большие запасы PHA, сообщает Институт морской микробиологии Общества Макса Планка.
Специалисты обнаружили у червя фермент, способный расщеплять PHA на более простые соединения, которые организм животного может использовать. Высокоточная визуализация показала, что этот фермент вырабатывается именно там, где Olavius algarvensis переваривает симбиотические бактерии. Это означает, что червь получает доступ к запасенной ими энергии.
После этого исследователи изучили геномы других животных и нашли похожие ферменты более чем у 66 видов из 9 различных типов. Лабораторные эксперименты подтвердили способность разрушать PHA у ферментов губки, дождевого червя и ногохвостки. Таким образом, такое свойство оказалось широко распространенным среди эволюционно далеких друг от друга животных.
PHA естественным образом производят многие бактерии и археи, используя их как запас углерода и энергии. Эти вещества встречаются в почвах, донных отложениях и водной среде, а также применяются человеком для изготовления биоразлагаемых материалов, упаковки, медицинских изделий и некоторых сельскохозяйственных продуктов.
Авторы работы считают, что животные могли использовать природные PHA в пищевых цепях на протяжении сотен миллионов лет. Пока ученые не знают, насколько широко этот процесс распространен в природе и какую роль он играет в глобальном круговороте углерода. Результаты опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.