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.
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.
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.
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.
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.
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.