Исследователи ЮФУ провели комплексный анализ донных отложений Таганрогского залива и выявили повышенный уровень экотоксичности в большинстве проб. Кроме того, были обнаружены бактерии с генами устойчивости к антибиотикам.
Группа ученых под руководством доктора биологических наук, профессора кафедры биохимии и микробиологии, ведущего научного сотрудника лаборатории экологии и молекулярной биологии микроорганизмов АБиБ ЮФУ Ивана Сазыкина провела комплексное исследование донных отложений прибойной зоны Таганрогского залива. По итогам исследования большинство проб показали экотоксичность, а в некоторых точках зафиксирована повышенная скорость окисления углеводородов, что, вероятно, свидетельствует о загрязнении нефтепродуктами.
В метагеномной ДНК, выделенной из донных отложений, обнаружено значительное количество генов, придающих бактериям устойчивость к тяжелым металлам и антибиотикам. Это говорит о том, что загрязнение морских экосистем может способствовать распространению генов устойчивости к антибиотикам в природных микробных сообществах даже в отсутствие непосредственно самих антибиотиков.
«Многие поллютанты (загрязнители), вероятно, даже большинство из них, при взаимодействии с бактериальными клетками дестабилизируют их геном, посредством различных стрессовых механизмов. Это приводит к усилению горизонтального переноса генов между бактериями, часто даже между разными неродственными видами бактерий. Таким образом ускоряется распространение разных генов, в том числе генов антибиотикорезистентности (АРГ). Кроме того, некоторые поллютанты могут выступать в роли селективных факторов, способствующих отбору и сохранению бактерий несущих АРГ», – отметил Иван Сазыкин.
Ученый также отметил, что даже без наличия антибиотиков в водном пространстве поллютанты могут способствовать распространению и накоплению генов резистентности к антибиотикам в природных микробных сообществах. Например, этому способствует загрязнение тяжелыми металлами. Исследователи обнаружили большое количественное содержание и широкое распространение генов резистентности к металлам в донных отложениях (ДО), что косвенно говорит о масштабном загрязнении Таганрогского залива этими поллютантами.
АРГ могут получить патогенные или условно-патогенные для человека бактерии, например, вибрионы, и в этом случае опасность для человека очевидна. Менее очевидна опасность, когда АРГ приобретают бактерии, сами по себе не опасные для человека. Однако при попадании в организм (например, при купании или с пищей) они способны снова передать АРГ другим бактериям, живущим в человеческом организме (в том числе патогенам).
Поскольку Таганрогский залив — важный рыбопромысловый район, существует вероятность попадания устойчивых бактерий в организм человека через морепродукты. Такие случаи происходят регулярно, хотя и не очень часто. Например, с пищей можно получить возбудителей пищевых инфекций, которые могут нести какие-либо АРГ. Рыба не всегда подвергается тепловой обработке (соленая, вяленая рыба, рыба хе) и в ней могут сохраняться живые бактерии. Кроме рыбы в пищу активно используют моллюсков, также не всегда с достаточной тепловой обработкой, а иногда и в сыром виде.
Изъять загрязненные донные отложения без разрушения водной экосистемы в данном месте невозможно. Однако снижение уровня загрязнения Таганрогского залива, безусловно, скажется положительно на всей экосистеме и в том числе на снижении распространения генов антибиотикорезистентности в ДО.
«Проблема усиления распространения АРГ под воздействием поллютантов является глобальной и относится ко всем типам экосистем, не только к водным. Кроме Таганрогского залива мы исследуем реку Дон в нижнем течении и соленые озера юга России. В следующем году мы планируем значительное расширение зоны исследований в Азовском море – все восточное побережье, вплоть до Керченского пролива», – комментирует Иван Сазыкин.
Исследование поддержано госзаданием, а также отвечает задачам стратегического проекта ЮФУ. Результаты исследования опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.