• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
532
Охота за антибиотиками – в новом выпуске журнала «НАУКА из первых рук»
Биология

Охота за антибиотиками – в новом выпуске журнала «НАУКА из первых рук»

Микробы – самые многочисленные и в подавляющем большинстве незаметные глазу обитатели Земли. При этом из этого множества окружающих человека и живущих в нем микроорганизмов далеко не все являются «добрыми друзьями»: есть и враги, и «пятая колонна» – условно-патогенная флора, а также наши спасители – продуценты антибиотиков, химического оружия, которые микробы используют в борьбе с себе подобными. Подробнее – в новом выпуске журнала

Как известно, несмотря на миллиарды лет эволюционного прогресса, именно микроорганизмы до сих пор служат базисом планетарной системы поддержания жизни, а микробиом нашего тела по численности превышает число собственных клеток организма. Не говоря уже о бесчисленном множестве других микробов, от вирусов и бактерий до грибов и простейших, настроенных намного менее дружелюбно.

Только среди возбудителей болезней дыхательной системы сегодня насчитывают более двух сотен вирусов разных семейств – о них в новом выпуске рассказывают ученые из новосибирского Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Среди этих патогенов не только хорошо знакомые вирусы гриппа и относительно безобидные риновирусы, но и пневмовирусы – «провокаторы» развития астмы, а также особо опасные при иммунодефиците герпесвирусы 6-го типа.

Аденовирусы вызывают в основном легкие инфекции дыхательных путей и кишечника у людей и животных. Справа – молекулярная модель частицы аденовируса, созданная на основе данных по рентгеновской дифракции. © CC BY 4.0/D. S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank. Слева – кластер вирионов аденовируса под электронным микроскопом. © CDC/ Dr. G. William Gary, Jr. Public Domain

В группу респираторных входят и получившие широкую известность коронавирусы, в первую очередь пандемийный SARS-CoV-2. Как выяснили петербургские исследователи, многие характерные особенности протекания COVID-19 связаны с тем, что некоторые белки коронавируса, в том числе самый известный из них поверхностный белок-шип S, содержат короткие участки, буквально совпадающие с участками различных человеческих белков. Такая маскировка, с одной стороны, мешает иммунной системе распознавать «врага»; с другой – «подставляет» нас под удар нашего собственного иммунитета, провоцируя аутоиммунные реакции.

Шиповый S-белок коронавируса SARS-CoV-2, который при заражении связывается с клеточными рецепторами, содержит 24 области, гомологичные белкам человека. © 5-HT2AR. Public Domain Dedication

Бороться с вирусами сложно и сегодня, однако с бактериальными инфекциями люди, казалось бы, научились справляться. Еще в 1929 г. вышла статья об открытии первого антибиотика, производимого плесневыми грибами рода Penicillium. С тех пор были открыты десятки новых антибиотиков, но в эту «гонку вооружений» включились и сами патогены – со временем они приобретают способность противостоять патентованным препаратам. Достаточно сказать, что в 2020 г. причиной большей части смертей среди ковидных больных с пневмонией были внутрибольничные инфекции, вызванные лекарственно- устойчивыми штаммами бактерий.

Справа – бактерии золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), устойчивые к антибиотику метициллину, которые захватывают человеческие лейкоциты. Public Domain/NIAID. Слева – колонии S. aureus на питательной среде в чашке Петри. © CC BY 2.0/VeeDunn

Государственные и частные фармацевтические фирмы ведут постоянные поиски «хороших» микробов – продуцентов новых антибиотиков, причем делается это с привлечением добровольцев в рамках проектов гражданской науки. Ищут их не только в почве, но и в воде, на стенах пещер и даже в живых организмах – в тех, кому приходится выживать в среде, «богатой» инфекционными агентами. Так, недавно российско- американская группа ученых обнаружила в слюне сибирского бурого медведя бактерию Bacillus pumilus, выделяющую антибиотик амикумацин А, который можно использовать для регуляции состава кишечной микрофлоры.

Медведица Маша, из слюны которой были выделены бактерии Bacillus pumilus (слева), продуцирующие антибиотик. Фото В. Власова. Public Domain/CDC/ Dr. W. A. Clark

В сентябре 2021 г. в России были впервые начаты масштабные микробиологические исследования с использованием подходов гражданской науки, в ходе которых планируется собрать и проанализировать более 25 тыс. образцов почвы из разных регионов нашей страны. В задачи ученых и их добровольных помощников, в первую очередь школьников, входит поиск штаммов-продуцентов не только новых антибиотиков, но и ферментов с уникальными свойствами для редактирования ДНК. И хотя этот генно-инженерный «арсенал» уже довольно богат, каждый новый фермент – это новые возможности биотехнологий.

Точки сбора почвенных проб первых участников проекта «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов как основа для поиска новых противомикробных продуцентов и ферментов с уникальными свойствами»

Кстати сказать, не так давно ученые обнаружили еще один «мостик», связывающий нас с таким, казалось бы, эволюционно далеким от нас «царством микробов». Это оксилипины – сигнальные молекулы, которые выделяют наши поврежденные клетки в качестве «сигнала бедствия». Однако и одноклеточные организмы, включая бактерии, грибы и простейшие, используют в своей межклеточной коммуникации аналогичные химические соединения. А чтобы узнать, зачем они их синтезируют, – читайте новый выпуск журнала «НАУКА из первых рук»!

Также в новом выпуске:

Открытия темной материи и нейтронных звезд были предсказаны еще в начале 1930-х гг. с помощью метода направленной интуиции, придуманного астрофизиком Фрицем Цвикки;

Появление в ближайшем будущем суперкомпьютеров приведет к глобальному кризису в программном обеспечении;

Основной механизм действия терапевтических стволовых клеток не «ремонт» больного или изношенного органа, а «химическая» стимуляция его регенерации;

Уровень смертности при землетрясениях в разных странах, по данным мировой статистики, прямо связан с уровнем коррупции в строительной отрасли.

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!