Сегодня я расскажу вам про один из парфюмерных домов. Его ароматы вы вдыхали ежедневно, сами того не осознавая, они сопровождают вас на протяжение всей жизни. И как бы угрожающе ни звучало, от этих ароматов не убежишь. Запах яблок, фруктов, после дождя, йогурта, подгорелой карамели, масла, брокколи, аммиака, затхлости, рвоты и экскрементов. Палитра запахов развертывается от аппетитных до отталкивающих, поэтому не рекомендую читать этот пост под котлетку с пюрешкой. Так что же это за дом? Дом бактерий, которые все эти и многие другие запахи вырабатывают.
Одним из самых любимых запахов у многих людей по всему миру - запах после дождя. Запах настолько важен для человечества, что в 1964 австралийские ученые даже дали ему название - Петрихор. Этот запах создают вода из дождя, озон, геосмин, растительные масла и некоторые другие соединения, как производная терпена - метил изоборнеол. Запах геосмина можно унюхать не только после дождя, но весной при оттаивании почвы. Запах знаком огородникам и дачникам, геосмин это запах свежевскопанной земли, или после полива грядки. Воде из озер и рек он придает неприятный привкус, но геосмин можно учуять в испортившемся вине и рыбе.
Геосмин - продукт жизнедеятельности бактерий стрептомицет (например вид Streptomyces avermitilis или бактерий из рода Nocardia). Бытует мнение что только стрептомицеты производят геосмин, но это далеко не так, не все бактерии из этого рода на это способны. Геосмин был найден также у цианобактерий и миксобактерий, а также различных грибков. Мхи-печеночники и некоторые высшие растения, такие как сахарная свекла тоже могут производить геосмин. Вы сможете унюхать его даже если на триллион молекул воздуха будет приходится 10 молекул геосмина.
Зачем бактерии производят это летучее органическое соединение (ЛОС)? Недавнее исследование на практике показало, что таким образом бактерии стрептомицеты привлекают членистоногих, а именно ногохвосток (Folsomia candida). притягательный запах "после дождя" вызывает электрофизиологический ответ в антеннах ногохвосток, они прибегают на место колонии стрептомицет, и поедают их. Но за это время, образованные бактериями споры, попадают в кишечный тракт или прилипают к водобоязненной кутикуле на теле ногохвосток. Таким образом бактерии распространяются, выходя из тела ногохвосток фекальными гранулами, далеко за пределами колонии бактерий.
Другой знаменитый запах производят лактобактерии, например Lactobacillus farciminis может издавать кислый, молочный и капустный запах. Если кислые и молочные тона обычно встречаются в кисломолочных продуктах, то резкие и кислые запахи производимые Lactobacillus alimentarius могут говорить об испорченном продукте. Вкус капусты или лука, йогурту может придать диметилдисульфид, который вырабатывают некоторые лактобактерии. Лактобактерии также вырабатывают уксусные, бутановые и гексановые кислоты, которые могут давать сильный кислый, сырный и прогорклый запах. Бутановая, гексановая и октановая кислоты вносят важный вклад в общий аромат кисломолочных продуктов. Лактобактерии также ответственны за запах здорового влагалища. Запах в этом месте, зависит от обитателей и более подробно о типах микробиоты влагалища и последствиях при беременности я писала тут.
Запах йогурта или земли вам не подходит? Как насчет запаха кукурузной лепешки, фруктов или винограда? Тогда вам к псеудомонас (Pseudomonas aeruginosa). Pseudomonas означает "ложная единица", а aeruginosa - сине-зеленый цвет культуры, выращенной в лаборатории. Запах винограда появляется благодаря выделению ЛОСа, а именно 2-аминоацетофенона. Псевдомонас является патогеном, она устойчива к антибиотикам и любит образовывать пленки на имплантах. Когда больной умирает от инфекции, вызванной этой бактерией, он может начать источать цветочное благоухание из своих разрушающихся тканей.
Протеус мирабилис (Proteus mirabilis) отдает явными рыбными нотками. Мирабилис встречается в почве и воде, но часто является причиной воспалений мочевыводящих путей, особенно при использовании катетеров в больницах. Недолеченные инфекции могут привести к образованию камней в почках.
Если вы хотите почувствовать осенние настроение и уборку урожая то вам к Алкалигенез фекалис (Alkaligenes faecalis). Взращенная на кровяном агаре бактерия имеет приятный запах, напоминающий яблоки.
Хотите собаку, но не уверены хотите ли брать на себя ответственность? Понюхайте Haemophilus influenzae, которая пахнет мокрым мехом. Так ваш питомец будет пахнуть после прогулки в дождливый день. Peptostreptococcus anaerobius пахнет как пластилин, а ближайший родственник Peptostreptococcus asaccharolyticus пахнет затхлым. Если вы тащитесь от заброшек с подвалами, то вы сможете окунутся в мир исследований заброшек не выходя из лаборатории.
Виды Nocardia пахнут подвалом и повсеместно присутствуют в почве, в разлагающейся растительности и в воде. У человека Nocardia вызывает различные заболевания - от кожных и подкожных заражений (после местных травм) до распространения в другие части организма. Но можно выдохнуть, заразится ею очень редкое явление.
Колонии стрептококка Streptococcus anginosus обладают отчетливым карамельным запахом, связанным с производством диацетила. А вот стафилококк Staphylococcus lugdunensis пахнет как знаменитый сорт французских сосисок. Если верить некоторым микробиологам.
Вы не поверите, но бактерия Escherichia coli подвид Nissile заставляет людей читать не только на русском, но и на казахском!! Я не шучу, она одна из причин почему вы зачитываетесь составом освежителя воздуха. Эту бактерию можно найти в любом человеческом кишечники, и она пахнет как фекальная масса. Некоторые виды клостридий тоже участвуют в создании этого аромата, клостридии также могут пахнуть как рвота. Сейчас ученые уже научились изменять бактерии так, что бактерии производят те запахи, которые вам нравятся. Теперь эту бактерию можно обучать производить другие запахи: как например запах банана или даже благородный запах амбры. Того и глядишь мы в недалеком будущем будем наносить на себя ароматы от известных парфюмерных домов, сделанными бактериями, добытыми из чьей-то толстой кишки.
Источники:
Cane, David E., et al. "Geosmin biosynthesis in Streptomyces avermitilis. Molecular cloning, expression, and mechanistic study of the germacradienol/geosmin synthase." The Journal of antibiotics 59.8 (2006): 471-479.
Jiang, Jiaoyang, Xiaofei He, and David E. Cane. "Geosmin biosynthesis. Streptomyces coelicolor germacradienol/germacrene D synthase converts farnesyl diphosphate to geosmin." Journal of the American Chemical Society 128.25 (2006): 8128-8129.
Jüttner, Friedrich, and Susan B. Watson. "Biochemical and ecological control of geosmin and 2-methylisoborneol in source waters." Applied and environmental microbiology 73.14 (2007): 4395-4406.
Becher, Paul G., et al. "Developmentally regulated volatiles geosmin and 2-methylisoborneol attract a soil arthropod to Streptomyces bacteria promoting spore dispersal." Nature Microbiology 5.6 (2020): 821-829.
Liu, Ao, et al. "Aroma classification and characterization of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus fermented milk." Food Chemistry: X 15 (2022): 100385.
sciencedirectточкаcom/topics/immunology-and-microbiology/lactobacillus-sakei
wickhammicroточкаcoточкаuk/knowledge-and-education/pseudomonas-aeruginosa
Scott-Thomas, Amy J., et al. "2-Aminoacetophenone as a potential breath biomarker for Pseudomonas aeruginosa in the cystic fibrosis lung." BMC pulmonary medicine 10 (2010): 1-10.
microchemlabточкаcom/microorganisms/bacteria/proteus-mirabilis/
Zhang, Xinyi, et al. "Engineering Escherichia coli for effective and economic production of cis-abienol by optimizing isopentenol utilization pathway." Journal of Cleaner Production 351 (2022): 131310.
joyfulmicrobeточкаcom/microbial-smells/
Mitchell, R. G., and Suzanne KR Clarke. "An Alcaligenes species with distinctive properties isolated from human sources." Microbiology 40.3 (1965): 343-348.
Keerthana, Sai, and Marina Thomas Appalaraju. "Haemophilus influenzae in community acquired infections." Int J Curr Microbiol App Sci 6.4 (2017): 926-37.
microbeonlineточкаcom/pathogenic-microbes-characteristics-smell-good-bad/
Murdoch, David Alexander, and I. J. Mitchelmore. "The laboratory identification of gram-positive anaerobic cocci." Journal of medical microbiology 34.5 (1991): 295-308.
Song, Jiangqin, et al. "A case report of brain abscess caused by Nocardia farcinica." European journal of medical research 26 (2021): 1-7.
Lafont, Emmanuel, et al. "Invasive nocardiosis: disease presentation, diagnosis and treatment–old questions, new answers?." Infection and drug resistance (2020): 4601-4613.
Walkty, Andrew, et al. "An unusual case of Streptococcus anginosus group pyomyositis diagnosed using direct 16S ribosomal DNA sequencing." Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology 25 (2014): 32-34.
Картинки - Midjourney