В каждом городе обитает уникальный набор микробов. По мнению ученых, это характерный микробный «отпечаток пальца». Он настолько уникален, что вы можете определить, где живет владелец, по материалу подошвы обуви.
К такому выводу исследователи пришли после анализа тысяч образцов, взятых из наиболее посещаемых людьми мест. В частности, мазки были взяты с перил на станциях метро и на автобусных развязках в 60 городах по всему миру. Всего было проанализировано более 4700 проб. Используя секвенирование ДНК, ученым удалось создать глобальный «атлас» микробной экосистемы города. Это первый в своем роде каталог. Результаты исследования были представлены в журнале «Cell».
Нет двух одинаковых мест
Результаты исследования показывают, что с точки зрения микробиологии нет двух одинаковых мест в мире. В каждом из проанализированных мегаполисов обитает уникальный набор видов микробов, что отличает его от других мест.
Трехлетнее исследование также выявило тысячи ранее неизвестных микроорганизмов, в том числе почти 11000 вирусов и более 1300 видов бактерий. Ни один из них не соответствовал ранее известным видам.
«Каждый раз, когда вы едете в метро, вы можете столкнуться с совершенно новым видом микроорганизмов», - говорит биолог Кристофер Мейсон из Корнельского университета.
Исследовательская группа состояла из нескольких десятков ученых из более чем 60 институтов. Ученым удалось взять образцы из 32 стран на шести континентах. Изначально цели были менее амбициозными, но результаты исследования всех удивили.
Международная организация по изучению микробов
Работа ученых вызвала большой интерес. По этой причине Мейсон основал MetaSUB, международную организацию, занимающуюся документированием городского биома, с которым ежедневно контактируют миллионы людей.
По мнению исследователей, очевидно, что города оказывают огромное влияние на здоровье человека, хотя механизмы этого влияния очень разнообразны и часто плохо изучены. «Наше понимание микробов в городской среде только начинается», - пишут исследователи в своей работе.
Результаты исследования подтверждают данный тезис. Из 4728 проанализированных образцов, все из которых были собраны до пандемии COVID-19, были обнаружены значительно более полностью неизвестные, чем известные микробы.
Всего было идентифицировано 10928 вирусов, 1302 бактерии и 838532 фрагмента вирусной ДНК, которые не совпадали в справочных базах данных. Ранее было идентифицировано всего 4246 видов городских микроорганизмов.
Ядро городских микроорганизмов
Ученым удалось идентифицировать набор из 31 вида микроорганизмов, что было общим для 97% всех образцов. Кажется, что такое «ядро» городского микробиома появляется практически повсюду в мире.
Помимо вышеупомянутого «ядра», существуют явные различия в микробных популяциях в каждом городе. Они настолько велики, что проанализировав материал с обуви жильца, можно было бы сказать с точностью до 90 процентов, где он побывал, - говорит Мейсон.
«Микробиом содержит молекулярные «отголоски» того места, где он был собран», - объясняет соавтор исследования Дэвид Данко, директор по биоинформатике в MetaSUB. «Образец с побережья может содержать солеподобные микробы, в то время как образец из густонаселенного города может показать поразительное биоразнообразие», - говорит он.
Помимо различения отличительных признаков каждого городского микробиома, исследователи надеются выявить возможные угрозы для здоровья человека. Возможно, что исследования создадут новые способы выявления штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам.
Надежда на новые открытия
Исследования - это не только обнаружение патогенов, опасных для здоровья. Мир невидимых микробов в городах также может открыть многообещающие возможности для медицины. Это позволит ученым открывать новые соединения, которые помогут в разработке более эффективных лекарств и антибиотиков в будущем.
«Синтез подобных соединений - следующий шаг в исследованиях», - говорит Мейсон. «Люди часто думают, что тропические леса богаты биоразнообразием и новыми молекулами, которые можно использовать в терапии. Оказывается, то же самое касается перил метро или скамейки», - добавляет он.