Исследователи ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из Института молекулярной генетики НИЦ «Курчатовский институт» провели полногеномный анализ пяти уникальных штаммов бактерий Acinetobacter lwoffii, выделенных из якутской вечной мерзлоты возрастом от 15 тысяч до 1,8 миллиона лет. Оказалось, что наследственный материал этих древних бактерий практически не отличается от современных. Этот результат вызывает тревожные мысли: если какие-то патогенные микроорганизмы высвободятся изо льдов в результате глобального потепления, есть вероятность, что у них будет устойчивость к антибиотикам и борьба с ними окажется не такой уж и простой. Результаты работы опубликованы в журнале Biology.
Устойчивостью патогенных микроорганизмов к антибиотикам мы обязаны нерадивым фермерам, стремящихся любой ценой спасти свой урожай и животных от болезней, а также всем тем, кто начинает принимать антибиотики без указания врача. В результате такой массивной антибиотической «бомбардировки» выживают самые сильные бактерии и грибы, затем передающие гены устойчивости к лекарствам своим сородичам. Угнаться за этой эволюцией довольно сложно: от этапа синтеза нового препарата до его выхода на рынок могут пройти годы.
«Казалось бы, как с устойчивостью микроорганизмов к антибиотикам может быть связана другая проблема современности — глобальное потепление? Все очень просто: таяние льдов может высвободить древние микроорганизмы, вызывающие различные болезни, возможно, гораздо более смертельные и заразные. Конечно, можно надеяться, что они окажутся чувствительными к современным антибиотикам, однако наше исследование говорит, что это может оказаться и не так», — рассказывает один из авторов научной статьи Андрей Ракитин, к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории систем молекулярного клонирования ФИЦ Биотехнологии РАН.
Оказалось, что бактерии Acinetobacter lwoffii, выделенные из вечной мерзлоты возрастом тысячи и даже миллионы лет, обладали устойчивостью к антибиотикам. Это выяснили в ходе своих исследований биологи ФИЦ Биотехнологии РАН и Института молекулярной генетики НИЦ «Курчатовский институт», когда расшифровали геном пяти штаммов, извлеченных из вечной мерзлоты Колымской низменности в Якутии. Acinetobacter lwoffii широко распространены в самых разных местообитаниях и обычно не являются патогенами, но их ближайшие родственники, другие виды рода Acinetobacter, вызывают опасные инфекционные заболевания людей и животных.
Полногеномное исследование штаммов, выделенных из вечной мерзлоты, проводилось ФИЦ Биотехнологии РАН в рамках работ по проекту национального центра мирового уровня «Агротехнологии будущего». Анализ последовательностей геномов и их сравнение с современными Acinetobacter lwoffii, выделенными из клинических образцов, показали очень малые различия. Древние бактерии также обладали генами устойчивости к широко используемым антибиотикам — стрептомицину, спектиномицину, хлорамфениколу и тетрациклину. Вместе с тем они оказались невосприимчивы к тяжелым металлам и мышьяку.
«Изученные нами бактерии были выделены из вечной мерзлоты возрастом от 15 тысяч до 1,8 миллиона лет, но даже при этом имели очень много общего с ныне живущими микроорганизмами. Подобные результаты получали и наши коллеги, что не может не пугать. Глобальное потепление возможно лишь замедлить, но никак не остановить, и оно может вызвать появление новых инфекций. Исследование тех потенциальных патогенов, которые сейчас погребены в вечной мерзлоте, может спасти нашу жизнь и здоровье в будущем», — рассказывает про исследование Николай Равин, д.б.н., заведующий лабораторией систем молекулярного клонирования ФИЦ Биотехнологии РАН.