Микробиологи расшифровали геном бактерии Psychrobacter sp. SC65A.3, извлеченной из ледяного массива возрастом 5000 лет в румынской пещере Скэришоара.
Микроб показал устойчивость к восьми классам современных антибиотиков. Это открытие подтвердило, что сложные механизмы защиты от лекарств развились в природе задолго до появления медицины и антропогенного влияния.
Арктические льды и вечная мерзлота давно известны как хранилища древних микроорганизмов, однако ледяные пещеры до сих пор оставались почти неисследованными. Ученые рассматривают такие экстремальные среды как природные хранилища резистомов — совокупностей генов устойчивости к антибиотикам. Понимание того, как эти гены эволюционировали в полной изоляции, необходимо для прогнозирования путей распространения лекарственной устойчивости в современном мире.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Microbiology, выделили штамм SC65A.3 из ледяного керна с глубины более 25 метров. Чтобы определить вид и функции микроба, провели полногеномное секвенирование. Параллельно изучили физиологические пределы выживания бактерии, подвергая ее воздействию разных температур и концентраций солей. Ученые также протестировали чувствительность штамма к 28 антибиотикам и оценили его способность подавлять рост 20 различных патогенов.
Анализ показал, что бактерия принадлежит к виду Psychrobacter cryohalolentis, сохраняет активность при температуре от +4 °C до +15 °C и выдерживает высокую концентрацию солей: до 1,9 моля на литр хлорида натрия (для сравнения: это примерно втрое выше средней концентрации в Мировом океане). В геноме микроба обнаружили более 100 генов резистентности, включая mcr-1, отвечающий за устойчивость к колистину — антибиотику последнего резерва в современной медицине.
Штамм проявил устойчивость к 10 антибиотикам из восьми классов, среди которых — цефалоспорины третьего поколения, фторхинолоны и рифампицин. Одновременно с этим бактерия показала антимикробный потенциал, подавив рост 14 патогенов, в том числе метициллинрезистентного золотистого стафилококка (MRSA) и синегнойной палочки.
Результаты научной работы доказывают, что ледяные пещеры служат скрытыми резервуарами древних резистомов и биоактивных соединений. Механизмы множественной устойчивости к лекарствам сформировались в микробных сообществах за тысячи лет до клинического применения антибиотиков. Изучение таких «законсервированных» систем открывает доступ к уникальным ферментам и молекулам, которые могут стать основой для разработки новых антибактериальных препаратов.
Автор: Максим Абдулаев