За последние 20 лет количество извлеченных из океана микроорганизмов значительно увеличилось, однако расшифровать их геном и использовать эту информацию в биотехнологии и медицине было непросто. Результаты нового исследования показали, что обнаруженные организмы можно использовать для решения таких серьезных проблем, как нехватка противомикробных препаратов, пластиковое загрязнение, а также при разработке новых ферментов для редактирования генома.
Расшифровка генома морских микроорганизмов позволит разработать новые антибиотики и решить проблему загрязнения окружающей среды / ©mit.edu
Исследовательская группа из Китая, Дании и Великобритании проанализировала почти 43 200 геномов микроорганизмов (бактерии, археи) из морских образцов и выявила широкий спектр разнообразия, включающий 138 различных групп. Были также обнаружены три фермента, способные расщеплять обычный пластик, загрязняющий океаны и полиэтилентерефталат (ПЭТ) — еще одну серьезную проблему для окружающей среды и здоровья людей.
«Взаимодействие между морскими микробами и окружающей средой способствуют обитаемости Земли, поскольку океаны — крупнейшая и наиболее значимая экосистема на планете. Такие факторы, как соленость, перепады температур, доступность света и перепады давления, влияют на адаптацию и совместную эволюцию океанических микробов», — рассказал Томас Мок, профессор морской микробиологии в Школе наук об окружающей среде UEA.
Полученные данные охватывают различные морские среды по всему миру, простираясь от полюса до полюса и от поверхности до самых глубоких океанских впадин. Таким образом, новое исследование значительно расширило знания о морских микробиомах благодаря созданию новой общедоступной базы данных, включающей примерно 24 200 геномов на уровне видов.
Лабораторные эксперименты подтвердили выводы ученых и продемонстрировали их потенциальную пользу. Научная работа опубликована в журнале Nature.
«Наше исследование показывает, что крупномасштабное метагеномное секвенирование микробиомов океана помогает понять морское микробное разнообразие и то, как оно эволюционировало, а также найти новые подходы для использования этих знаний в биотехнологии и медицине», — объяснил Мок.
Напомним, что противомикробные препараты, включая антибиотики, используют для профилактики и лечения инфекций у людей, животных и растений. Однако, по данным Всемирной организации здравоохранения, растущая резистентность, вызванная чрезмерным использованием определенных лекарств, угрожает эффективной профилактике и лечению все большего спектра инфекций. По этой причине ученые ищут и разрабатывают новые препараты.
«В то время как предыдущие исследования позволили получить первоначальное представление о роли морских систем в поддержании биологического разнообразия, наша работа не только основывается на этих выводах, но и открывает новые возможности для устойчивого освоения и использования океанов. Это актуально, учитывая глобальные проблемы, с которыми сталкивается современное общество», — заключили авторы научной работы.
