Антибиотики не могут справиться с пещерными бактериями

Ученые обнаружили, что микробы, которые более 4 миллионов лет находились в изоляции от внешнего мира, оказались устойчивы к самым современным антибиотикам. Работаопубликована в журнале PLoS ONE.

Биологи исследовали бактерии из одной из самых глубоких в мире пещер Lechuguilla, находящейся в штате Нью-Мексико, США. Она была открыта в 1986 году и с тех пор доступ в нее был закрыт для посторонних. Пещеру обследовали только очень немногие специалисты. Кроме того, пещера защищена мощными горными породами. Воде, чтобы просочиться сквозь них требуется около 10 тысяч лет. Таким образом, обитающие там пещерные бактерии были полностью изолированы от антибиотиков, произведенных человеком за последние 80 лет.

Ученые отбирали образцы микробов из дальних уголков 200-километровой пещеры (они следили за тем, чтобы поблизости от точек отбора не было следов присутствия других исследователей). После отбора бактерий выращивали на питательных средах и проверяли на устойчивость к 26 известным антибиотикам.

Оказалось, что большинство найденных бактерий обладают устойчивостью хотя бы к одному из антимикробных веществ. Многие обнаружили одновременную устойчивость к совершенно разным соединениям. Среди них были вещества, действующие на разные жизненно важные функции микробов - синтез белка, ДНК, строительство клеточной стенки. Вещества, действующие на разные внутриклеточные мишени не имели между собой ничего общего, тем не менее многие из пещерных микробов имели множественную устойчивость.

Четыре штамма пещерных бактерий оказались устойчивы к 14 из 26 испробованных учеными антибиотиков. Среди исследованных микробов ученые нашли даже такие, что были устойчивы к даптомицину - последнему средству при лечении от инфекций с множественной устойчивостью. Среди способов, с помощью которых бактерии не давали антибиотикам себя убивать, нашлись и такие, которые до сих пор были не известны микробиологам. Ученые обнаружили у бактерий новые виды ферментов, разрушающих и “портящих” антимикробные вещества. К счастью, среди пещерных бактерий не было вызывающих болезни штаммов.

Авторы считают, что результаты находки прежде всего говорят о том, что устойчивость к антибиотикам не является исключительно следствием деятельности человека. Конечно, существуют данные, что в окружающей среде количество устойчивых бактерий с начала промышленного производства антибиотиков существенно выросло. Однако, это не значит что сами механизмы устойчивости были изобретены микробами только в последние 80 лет. Во-первых, устойчивость - оборотная сторона производства, ведь производитель должен быть устойчив к своим собственным антибиотикам. Во-вторых, бактериальным сообществам гораздо больше лет чем человечеству, и, видимо механизмы устойчивости были выработаны очень давно.

Остается только вопрос об отборе, который поддерживал в изолированных бактериальных сообществах устойчивость к редким антибиотикам и не давал исчезнуть ее генам.

Генетики заставили бактерии производить спирт из макроводорослей

реобразованные кишечные палочки научились напрямую конвертировать бурые водоросли в этанол, притом с хорошей эффективностью. В перспективе это достижение позволит перенести задачу получения сырья для биотоплива от наземных ферм к морским.

Исследователи из калифорнийской компании Bio Architecture Labнаучили бактерии преобразовывать нужным людям образом полисахарид альгиновую кислоту (альгинат), в большом количестве содержащийся в водорослях.

Cтатья в Science, посвящённая новой работе, удостоилась обложки номера.

Как передаёт Green Car Congress, используемые сейчас в промышленности микробы не могут усваивать это вещество. А ведь около 60% сухой биомассы водорослей — это различные сахара, и при этом более половины из них – тот самый альгинат.

Первый кусок мозаики генетики получили от некой бактерии из рода Pseudoalteromonas. Заимствованные у неё гены отвечают за сборку фермента альгинат-лиазы, расщепляющего полисахарид на несколько частей — олигомеров.

Генетически модифицированная бактерия выделяет этот фермент на своей поверхности. Здесь происходит первый этап усвоения водорослей.

Дальше биологи из Bio Architecture Lab воспользовались собственным открытием. Они идентифицировали у вибрионаVibrio splendidus солидный фрагмент ДНК длиной 36 тысяч пар оснований, который отвечает за синтез ферментов, необходимых для транспорта и метаболизма данных олигомеров.

Новые ферменты помогают преобразованному микробу переправить разрозненные кусочки бывшего полисахарида внутрь клетки.

Другие гены от V. splendidus заставляют клетку выполнить целую цепь химических реакций. И как финальный штрих – ещё заимствованные гены, на этот раз от бактерии Zymomonas mobilis. Они окончательно превращают промежуточные вещества в этанол.

Для любителей покопаться в деталях приводим цепочку превращений, выполняемых трудолюбивой бактерией (иллюстрация Adam J. Wargacki et al./ Science).

Авторы работы сообщают, что выход спирта по весу составил 0,281 от массы сухих водорослей и что это эквивалентно примерно 80% от максимального теоретического производства этанола из сахара, содержащегося в макроводорослях.

Команда отмечает, что бурые водоросли не содержат лигнин, а потому их сахара могут быть освобождены при помощи простой перемолки биомассы. Ещё плюс — культивирование водорослей не требует пахотных земель, удобрений, пресной воды и не ставит людей перед дилеммой – отдавать выращенные растения на топливо или использовать как пищу.

Исходя из возможного темпа роста водорослей и КПД преобразования их в жидкое топливо, авторы технологии оценивают возможную производительность морских ферм как 19 тысяч литров этанола с гектара в год. А это примерно вдвое больше, чем соответствующий показатель для сахарного тростника, и в 5 раз выше, чем у кукурузы.

via

Бактерии умеют впадать в "коматозное состояние"

При стрессовых условиях бактерии могут на время притворяться мертвыми, сводя процессы жизнедеятельности к минимуму. Вероятно, именно так им удалось избежать обнаружения в недавно прокатившейся волне пищевых отравлений в Германии.

Бактерия E. coli (кишечная палочка), как правило, мирно обитает в человеческом организме, не причиняя ни малейшего вреда. Но некоторые ее разновидности, наоборот, весьма опасны для здоровья. Так, разновидность O104:H4 привела в мае этого года к гибели 54 человек и тяжелым последствиям для почти четырех тысяч жителей северной Германии. При этом изучение пищевых продуктов не позволяло обнаружить неприятеля. Как показало новое исследование немецких ученых под руководством Антье Флигер, E. coli может впадать в коматозное состояние, и обнаружить такого микроба - задача не из легких.

Так вони они какие - хитрые-прехитрые бактерии )))

Как правило, исследования некоторого продукта на наличие вредоносных бактерий основаны на их способности к делению. Если бактерия впадает в особое состояние - VBNC (viable but nonculturable, некультивируемая форма бактерий), то обнаружить ее традиционными методами не удается. При этом микроб не мертв и, попав в благоприятные условия человеческого организма, вновь начинает жить "полной жизнью", выделяя опасные для нас токсины, сообщает cnews.ru.

Флигеру удалось обнаружить такое состояние у E. coli в лабораторных исследованиях (стрессировали их медью), а в другом недавнем исследовании канадские ученые смотрели на поведение микробов в условиях, приближенных к "боевым" - на листьях салата. Они обнаружили, что более половины микробов впали в состояние VBNC. "Мы показали, что микробы сохраняли обмен веществ, но на крайне низком уровне", - пишут ученые.

Сразу на 3 метеоритах обнаружены бактерии

Ричард Гувер (Richard Hoover), известный астробиолог из Маршалловского Центра космических полетов, заявляет, что сразу в трех древних метеоритах он обнаружил окаменелые останки бактерий.

В статье, опубликованной ученым в прошлую пятницу в журнале The Journal of Cosmology, он доказывает, что странные "нити", обнаруженные им в срезах метеоритов, представляют собой именно останки микроорганизмов, а не следы неких процессов естественного происхождения; он утверждает также, что эти микроорганизмы попали на Землю вместе с метеоритом, а не внедрились в его тело уже на Земле.

Вот такие они - эти бактерии

Гувер изучал срезы метеоритов типа CL1, углистых хондритов, имеющих относительно высокие уровни содержания воды и органики, упавших в разных точках земного шара. Найденные им структуры имеют повышенное содержание углерода, по форме и по размеру они напоминают некоторые из имеющихся на Земле бактерий, в частности, сине-зеленые водоросли или, как их еще называют, цианопрокариты. На основании своих исследований Гувер делает весьма смелые, если не сказать неосторожные, выводы – он утверждает, что жизнь на Землю могла быть занесена метеоритами и кометами (что, в общем-то, не новость) и что, раз уж он нашел бактерии в трех метеоритах разного происхождения, то, стало быть, во Вселенной полно.

Это уже не первое заявление об инопланетных микробах. В 1996-м году их обнаружили в метеорите ALH84001, прилетевшем на Землю с Марса около 13 тыс. лет назад и найденном в Антарктиде. Тогда первый раунд "экзобактерии" проиграли – было доказано, что найденные в метеорите структуры могли возникнуть в результате вулканических процессов на Марсе.

Гувер – весьма авторитетный ученый. На его счету 35 книг и 250 научных статей. Он занимается поисками бактерий в хондритах уже более 15 лет. Именно поэтому редакция журнала The Journal of Cosmology вообще приняла статью к рассмотрению. При этом ею были предприняты беспрецедентные в истории науки меры проверки – для рецензирования статьи было приглашено 100 экспертов! Одновременно к дискуссии по открытию были приглашены 5000 специалистов – им было предложено сделать обзор статьи и критически проанализировать ее. Сегодня или завтра журнал обещает опубликовать эти комментарии, сообщает cnews.ru.