В сердце румынской ледяной пещеры Скаришоара, в одном из ее крупнейших залов, ученые совершили удивительное открытие. Исследователи Института биологии Бухареста, входящего в состав Румынской академии наук, извлекли из древнего ледяного керна бактериальный штамм, возраст которого превышает пять тысячелетий. Этот микроорганизм, получивший название Psychrobacter SC65A.3, продемонстрировал поразительную способность противостоять целому ряду современных антибиотиков.
Чтобы исключить любое загрязнение, ледяной образец из нижнего слоя керна был доставлен в лабораторию в стерильных условиях и сохранял замороженное состояние. Там специалисты выделили штамм и провели детальный анализ его генома. Целью ученых было понять, какие генетические механизмы позволяют бактерии выживать в экстремальном холоде и что обеспечивает ее лекарственную устойчивость.
«Несмотря на древнее происхождение, этот штамм проявляет резистентность ко многим современным препаратам. В его геноме мы обнаружили более сотни генов, ответственных за эту устойчивость», — комментирует доктор Кристина Пуркареа, старший научный сотрудник института.
Поразительно, что бактерия не только устойчива к препаратам, но и способна подавлять рост некоторых современных «супербактерий». Кроме того, она обладает ферментативной активностью, представляющей значительный интерес для биотехнологий.
Род Psychrobacter объединяет холодолюбивые бактерии, некоторые из которых могут вызывать инфекции у людей и животных. Однако штамм SC65A.3 служит живым доказательством того, что устойчивость к антимикробным веществам — явление отнюдь не новое. Оно существовало в природе задолго до начала массового производства антибиотиков.
«Изучение подобных организмов открывает нам глаза: природа уже создавала защитные механизмы, которые мы только начинаем осознавать», — поясняет Пуркареа.
В рамках исследования ученые проверили реакцию древней бактерии на 28 антибиотиков, относящихся к 10 различным классам. Среди них были рифампицин, ванкомицин и ципрофлоксацин, применяемые для лечения туберкулеза, колита и инфекций мочевыводящих путей. Впервые для представителей этого рода была зафиксирована устойчивость к триметоприму, клиндамицину и метронидазолу — препаратам, критически важным в борьбе с инфекциями кожи, крови, мочевой и репродуктивной систем. Это указывает на то, что в изолированных холодных экосистемах могут сохраняться гены устойчивости, потенциально способные к передаче другим бактериям.
Это открытие имеет двойственное значение. С одной стороны, таяние вековых льдов, связанное с изменением климата, может высвобождать в окружающую среду подобные микроорганизмы. Их гены устойчивости, попав в современные бактериальные сообщества, способны усугубить глобальную проблему антимикробной резистентности. С другой стороны, эти древние «жильцы» льдов — бесценный ресурс. Они производят уникальные ферменты и антимикробные соединения, которые могут стать основой для лекарств нового поколения и инновационных промышленных технологий.
Геном штамма SC65A.3 содержит почти 600 генов с пока не установленной функцией, а также 11 генов, которые потенциально могут ингибировать рост других микроорганизмов. Это открывает перед наукой новые горизонты для поиска природных механизмов борьбы с патогенными бактериями, вирусами и грибами, заложенных в самой древней «библиотеке» нашей планеты.
Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.
Изображение: Frontiers in Microbiology
