На Земле до сих пор не выделено 95% микробов. Лекарственная устойчивость бактерий растёт так быстро, что привычные антибиотики могут стать бесполезными. А легендарное отравление Моцарта, оказывается, — всего лишь миф. Заведующая кафедрой Биологического института ТГУ Ольга Карначук в интервью университетской газете Alma Mater рассказала, как учёные «охотятся» за чистыми микроорганизмами, почему бактерии управляют нашим настроением и что нужно делать, чтобы выжить в мире невидимых врагов.
Пять процентов против 95
В 2026 году исполнится 350 лет с того момента, как Антони ван Левенгук впервые описал микроорганизмы. Казалось бы, за три с половиной века наука должна была изучить их вдоль и поперёк. Но нет. Как поясняет Ольга Карначук, сегодня в лабораториях выделено и культивируется всего около 5 % микробов, живущих на Земле. Остальные 95 — terra incognita, сообщает пресс-служба ТГУ.
Как фермеры делают антибиотики бессильными
Одна из главных проблем, над которой работают томские биологи, — лекарственная устойчивость микроорганизмов. Всё началось с того, что учёные обнаружили появление супербактерий, имеющих устойчивость сразу к нескольким антибиотикам. Это крайне опасно для человека.
В чём же причина? Оказывается, – в широком применении антибиотиков в сельском хозяйстве. Их используют, чтобы избежать массового падежа животных. В результате появляются бактерии с устойчивостью к препаратам. А дальше вместе с молоком, мясом и другими продуктами такие микроорганизмы передаются людям.
«Когда мы защищали проект перед комиссией Минобрнауки, некоторые специалисты говорили: “Не может быть, у нас антибиотики запрещено использовать на производстве”. Я тогда сказала: если бы это было запрещено, таких результатов бы не было. А мы видим, что антибактериальные препараты используются без всякой меры», — вспоминает Ольга Карначук.
Итог может быть печальным, отмечает ученая – человек может заболеть, ему потребуется антибиотикотерапия, а она окажется неэффективной.
Спасительная верблюжья простокваша
В поисках решения проблемы учёные ТГУ собрали большую междисциплинарную группу с участием сотрудников ФИЦ «Биотехнологии» РАН, МГУ и других научных центров. И нашли выход. После долгих поисков в Горном Алтае удалось обнаружить «чистые» лактобактерии, не имеющие устойчивости к антибиотикам. Их выделили из продукта, который алтайцы и казахи называют шубат — верблюжья простокваша.
Несколько десятков таких бактерий уже передали партнёру — ООО «Угличская биофабрика». Большая часть штаммов получила генетические паспорта после полного секвенирования генома. Это стопроцентное доказательство того, что микроорганизм не имеет лекарственной устойчивости, рассказывает биолог ТГУ.
«Почему это важно? Из-за ухода зарубежных производителей российские предприятия лишились около 90 % заквасок для кефира, сметаны, сыров и других молочнокислых продуктов. Найденные штаммы помогут заместить потери и обеспечить продовольственную безопасность страны», –отметила Ольга Карначук.
Бактерия, которая «не верит» в Дарвина
Отдельное направление работы томских учёных — подземная биосфера. Здесь скрыто много неизведанного. Западная Сибирь и Томская область — территория активной нефте- и газодобычи, поэтому скважин после геологоразведки здесь много. Для микробиолога это «золотое дно».
В 2019 году из термальных вод посёлка Белый Яр учёные ТГУ выделили сульфатредуцирующую бактерию, ранее известную только по ДНК из Южной Африки. Американцы нашли её генетический след в глубокой шахте по добыче золота и назвали Desulforudis audaxviator — «Смелый путешественник», в честь романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли».
За этой бактерией микробиологи из разных стран «охотились» целых десять лет. Но поймать её и научиться выращивать в лаборатории смогли именно сотрудники Томского госуниверситета. Когда учёные ТГУ сделали полное секвенирование генома и сравнили его с южноафриканским, их ждал сюрприз. Геном оказался почти стопроцентно идентичен.
«Эта бактерия в прямом смысле слова застыла во времени. Её геном не менялся со времен Пангеи — суперконтинента, существовавшего около 335–175 миллионов лет назад», — говорит Ольга Карначук.
Это противоречит представлениям о дарвиновской эволюции, согласно которым в организмах накапливаются изменения и мутации, что приводит к выживанию наиболее приспособленных форм. Почему «Смелый путешественник» не меняется — загадка, которую томским учёным ещё предстоит разгадать.
Скипетр из Томской области
Но «Смелый путешественник» – не единственная находка. В скважинах Томской, Кемеровской и Тюменской областей ученые обнаружили бактерию, которая генетически близка к известным видам, но отнести её к тому же роду или семейству нельзя.
Новый род назвали Desulfosceptrum tomskiensis. Первая часть — отсылка к форме клеток, которые напоминают скипетр (лат. sceptrum). Вторая — tomskiensis — отсылка к Томской области. Благодаря работе микробиологов ТГУ этот регион хорошо известен в мире как центр изучения подземной биосферы.
Как микробы управляют настроением
Учёные из ТГУ занимаются не только подземными микроорганизмами, но и теми, что живут внутри нас. «Наш организм — это биореактор, в котором огромное количество полезных микробов. Без них мы не могли бы жить», – говорит Ольга Карначук. От микроорганизмов зависит не только здоровье, но даже настроение. Существуют бактерии, которые поедают триптофан — аминокислоту — предшественник серотонина, «гормона счастья». Если в кишечнике поселился такой микроб, настроение будет плохим.
Это называется ось «кишечник-мозг» — двусторонняя система коммуникации между нервной системой и энтеральной нервной системой кишечника, поясняет биолог университета. Микробиота влияет на эмоции, когнитивные функции и работу мозга, а мозг, в свою очередь, контролирует работу желудочно-кишечного тракта.
Моцарт, холера и уроки для детского сада
Важно
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
