Мікроорганізми можуть сприяти розвитку сталого майбутнього

27 червня — Всесвітній день мікробіома (World Microbiome Day). 

Мікроорганізми в біологічних системах мають складну соціальну структуру, здатність «спілкуватися» і координувати свою поведінку за допомогою секреції молекулярних сигналів, так званого, «почуття кворуму» (quorum sensing).

Тема World Microbiome Day 2021:«Сталий розвиток». Мета заходів, що проводитимуться у рамках цього дня — підвищити обізнаність про те, як мікроорганізми можуть сприяти розвитку сталого майбутнього.

Мікроорганізми виконують найважливіші ролі у навколишньому середовищі: 

• Підтримують здоров'я глобальних екосистем.

• Активно очищують середовище проживання.

• Завдяки життєдіяльності мікроорганізмів, відбувається пом'якшення наслідків зміни клімату.

• Морські мікробіоми є основними переробниками парникових газів у світі.

• За допомогою ферментації, мікроорганізми можуть перетворювати цукор і крохмаль на біопаливо. 

• Бактерії, віруси, археї відмінно захищають рослини від шкідників.

• Мікроби беруть участь у кругообігу вуглецю та інших поживних речовин у ґрунті.

Деякі із них «відповідають» за фіксацію газів із атмосфери і включення їх в органічний матеріал ґрунту, Водночас, інші бактерії і віруси розкладають цей матеріал, щоб забезпечити рослини поживними речовинами, «викидають» гази назад в атмосферу. 

Натепер людство «знайоме» не зі всіма представниками величезного мікровсесвіту. Для дослідження, що опубліковане 26 травня у журналі «Клітина» (Cell), вчені Міжнародного консорціуму MetaSUB зібрали близько 5000 зразків за трирічний період у 60 містах 32 країн шести континентів.

Аналіз зразків проводився за допомогою методу геномного секвенування з метою виявлення присутності різних бактерій, археїв, вірусів, які використовують ДНК в якості генетичного матеріалу.

Поточне дослідження призвело до відкриття: 

• 10928 вірусів;

• 748 бактерій, — яких немає у жодній довідковій базі даних.

Головна мета цього дослідженні — дізнатися більше про бактерії, віруси і інші мікроорганізми, які «живуть серед людей». Подібні роботи можуть допомогти виявити появу стійких до антибіотиків штамів. 

• Прогнозування стійкості до антибіотиків тільки на основі генетичних послідовностей є складним завданням.

• Але вчені змогли скласти карту деяких генів, які, як відомо, пов'язані зі стійкістю; кількісно оцінити їх чисельність і підтвердити здатність генетичних маркерів обумовлювати резистентність до антибактеріальних засобів.

Було доведено: у деяких містах мікроорганізми мають більше генів стійкості. Для деяких з цих генів можуть бути характерні «середовища проживання». Вивчення малих молекул і білків, що виробляються мікроорганізмами, також сприятиме відкриттю нових антибіотиків і інших ліків.

Відкриття нових видів може призвести до створення нових лабораторним інструментів і підходів, таких як нові способи використання інструменту молекулярного редагування, відомого як CRISPR. У цьому дослідженні вчені виявили: 

• 838 532 нових масивів CRISPR — фрагментів вірусної ДНК;

• 4,3 мільйона нових пептидів.

Дослідники довели: на мікробіом міста впливають багато факторів, зокрема загальна чисельність і щільність населення, висота над рівнем моря, близькість до океану, клімат. Це може виявитися корисним для судової медицини, адже, з точністю близько 90% можна передбачити, де саме живе людина, просто шляхом секвенування ДНК на його взутті.

Всі рослини і тварини, від простих форм життя до людей, живуть у тісному зв'язку з мікроорганізмами. Екосистеми мікроорганізмів мають важливе значення для нашого здоров'я. Про це можна почитати у статтях:

«Здоров’я кишківника: чи можуть фізичні вправи змінити Ваш мікробіом?»

«Роль кишкового мікробіома у розвитку синтропної патології травної системи у дітей»