Ученые обнаружили, что микробы, которые более 4 миллионов лет находились в изоляции от внешнего мира, оказались устойчивы к самым современным антибиотикам. Работа опубликована в журнале PLoS ONE.

Биологи исследовали бактерий из одной из самых глубоких в мире пещер Lechuguilla, находящейся в штате Нью-Мексико, США. Она была открыта 1986 году и с тех пор доступ в нее был закрыт для посторонних. Пещеру обследовали только очень немногие специалисты. Кроме того, пещера защищена мощными горными породами. Воде, чтобы просочиться сквозь них требуется около 10 тысяч лет. Таким образом, обитающие там пещерные бактерии были полностью изолированы от антибиотиков, произведенных человеком за последние 80 лет.

Ученые отбирали образцы микробов из дальних уголков 200-километровой пещеры (они следили за тем, чтобы поблизости от точек отбора не было следов присутствия других исследователей). После отбора бактерий выращивали на питательных средах и проверяли на устойчивость к 26 известным антибиотикам.

Оказалось, что большинство найденных бактерий обладают устойчивостью хотя бы к одному из антимикробных веществ. Многие обнаружили одновременную устойчивость к совершенно разным соединениям. Среди них были вещества, действующие на разные жизненно важные функции микробов - синтез белка, ДНК, строительство клеточной стенки. Вещества, действующие на разные внутриклеточные мишени не имели между собой ничего общего, тем не менее многие из пещерных микробов имели множественную устойчивость.

Четыре штамма пещерных бактерий оказались устойчивы к 14 из 26 испробованных учеными антибиотиков. Среди исследованных микробов ученые нашли даже такие, что были устойчивы к даптомицину - последнему средству при лечении от инфекций с множественной устойчивость. Среди способов, с помощью которых бактерии не давали антибиотикам себя убивать, нашлись и такие, которые до сих пор были не известны микробиологам. Ученые обнаружили у бактерий новые виды ферментов, разрушающих и “портящих” антимикробные вещества. К счастью, среди пещерных бактерий не было вызывающих болезни штаммов.

Авторы считают, что результаты находки прежде всего говорят о том, что устойчивость к антибиотикам не является исключительно следствием деятельности человека. Конечно, существуют данные, что в окружающей среде количество устойчивых бактерий с начала промышленного производства антибиотиков существенно выросло. Однако, это не значит что сами механизмы устойчивости были изобретены микробами только в последние 80 лет. Во-первых, устойчивость - оборотная сторона производства, ведь производитель должен быть устойчив к своим собственным антибиотикам. Во-вторых, бактериальным сообществам гораздо больше лет чем человечеству, и, видимо механизмы устойчивости были выработаны очень давно.

Остается только вопрос об отборе, который поддерживал в изолированных бактериальных сообществах устойчивость к редким антибиотикам и не давал исчезнуть ее генам.
http://lenta.ru/news/2012/04/12/antibiotics/

Ученые обнаружили в горячих источниках геном микроорганизма, в котором содержались как гены ДНК- так и РНК-содержащих вирусов. Работа опубликована в журнале Biology Direct.

Исследователи собирали образцы в горячих источниках в национальном парке Лассен-Волканик в США. Они определяли последовательность всей ДНК, содержащейся в образцах, без разделения по принадлежности разным организмам. Такую последовательность называют метагеномом, то есть массивом данных, где содержатся геномы (и их фрагменты) разных организмов.

При анализе полученного метагенома был обнаружен геном необычного вируса. Его одноцепочечная ДНК содержала ген белка оболочки, который характерен только для РНК-содержащих вирусов. При этом остальные гены были типичны для ДНК-содержащих микроорганизмов.

После того, как последовательность генома была обнаружена биоинформатически, исследователи провели ПЦР-анализ исходного материала. Оказалось, что среди обитателей горячего источника действительно присутствует химерный вирус.

Наличие в одном геноме черт таких разных групп вирусов говорит о том, что в какой-то момент между ними произошел обмен генетическим материалом. До сих пор вирусологи не наблюдали таких рекомбинаций.

Определение метагеномов стало очень популярно у микробиологов с падением сложности и стоимости широкомасштабного секвенирования. Главное преимущество секвенирования метагеномов - отсутствие необходимости культивировать микроорганизмы для выделения из них ДНК. Подавляющее большинство микробов (по разным оценкам от 90 до 95 процентов) не могут быть культивированы, так как требуют очень специфических условий среды.
http://lenta.ru/news/2012/06/07/virushot/

Испано-австралийская группа микробиологов под руководством Елены Ивановой из технологического университета Свуинберна обнаружила на крыльях цикад наноструктуры, обладающие антибактериальным эффектом. Работа опубликована в журнале Biophysical Journal, а ее краткое содержание приводит NatureNews.

Вертикальные наноструктуры, покрывающие крылья цикад Psaltoda claripennis, хорошо видны на изображениях сканирующего микроскопа. Ученые установили, что они обладают антимикробным эффектом против покрытых внешней мембраной грам-отрицательных бактерий, таких как Bacillus subtilis, Escherichia coli, и Staphylococcus aureus. На лишенных внешней мембраны грам-положительных бактерий наноструктуры не действовали.

Чтобы объяснить необычный антибактериальный эффект, ученые провели компьютерное моделирование взаимодействия поверхности с клетками микроорганизмов. Оказалось, что наноштыри не прокалывают мембрану бактерий, а разрывают ее за счет поверхностного натяжения. Моделирование показало, что разрыв происходит в области между штырями - именно там образуется наибольшее натяжение мембраны.

По словам авторов, им впервые удалось обнаружить поверхность, которая непригодна для роста бактерий исключительно за счет структуры, а не химического состава. Авторы надеются использовать полученные данные для изготовления искусственных покрытий, обладающих таким же свойством.

18.07.2014, 12:42 | Павел Котляр

Пока одни ученые обсуждают загадочный кратер на Ямале, канадский авантюрист стал первым человеком, спустившимся в горящий кратер Врата Ада в Туркмении. Риск был оправдан: на дне кратера найдены бактерии, которым не страшен огонь.

Дарваза, или, как его еще называют, Врата Ада, — самое таинственное место Туркменистана, про которое наверняка слышали те, кто интересуется всевозможными природными загадками.

Вот уже 40 лет пылающий в пустыне Каракумы 70-метровый кратер привлекает туристов и исследователей, все больше обрастая легендами. Малочисленные источники говорят о том, что кратер образовался в 1971 году, когда советские геологи обнаружили в пустыне подземную полость с природным газом.

Однако в ходе разработки месторождения произошел обвал, буровая установка ушла под землю, а из образовавшегося кратера стал поступать газ.

Позднее его было решено поджечь, но ученые недооценили объемы запасов газа, поэтому с тех пор полость не потушена и продолжает гореть, будучи видна даже из космоса.

Сильный жар и опасность обрушения краев кратера не позволяли все эти годы проникнуть в воронку и изучить ее изнутри.

Но в ноябре 2013 года известный путешественник и исследователь Джордж Коронис из Канады стал первым в мире человеком, спустившимся на дно кратера глубиной 30 м.

Эта экспедиция частично финансировалась журналом National Geographic. Ее целью был сбор грунта на дне кратера, чтобы понять, могут ли какие-то организмы существовать в подобных условиях. По словам путешественника, на подготовку экспедиции у него ушло полтора года — получение разрешения, подготовка оборудования, сбор команды. Перед отправкой пришлось потренироваться над ущельем местной речки: необходимо было опробовать спуск по протянутой веревке, когда Коронис был облачен в жаронепроницаемый костюм, имел при себе аппарат для дыхания и специальное альпинистское снаряжение.

Снаряжение это пришлось изготавливать по заказу из кевлара, в противном случае оно бы оплавилось от сильной жары.

«Мне даже пришлось нанять специального каскадера, который снимает ролики для Голливуда, чтобы он поджигал меня, и я не паниковал, когда вокруг меня пламя», — рассказал Коронис. По его словам, местность вокруг кратера общедоступна, иногда мимо проезжают мотоциклы или грузовики, иногда приходят и туристы.

Свои ощущения при спуске в кратер исследователь сравнил с пребыванием на другой планете. А то, что ему постоянно приходилось следить за аппаратом дыхания, состоянием веревок, видеосъемкой, не оставляло ему времени, чтобы испугаться.

«Я бы назвал это Колизеем огня: куда ни бросишь взгляд, везде тысячи маленьких факелов.

А звук похож на гул реактивного двигателя, такой мощный, давящий звук горящего газа. И никакого дыма», — рассказал герой.

Даже в случае, если бы ученым не удалось найти организмы на дне кратера, сбор образцов грунта все равно был бы успехом. Однако Коронису повезло.

Ему удалось найти бактерии, которые живут на дне кратера и чувствуют себя превосходно при высоких температурах.

Удивительным оказалось то, что эти бактерии не встречаются нигде на поверхности земли и чувствуют себя превосходно, живя в небольшой экосистеме на дне раскаленного кратера. Обнаружение таких форм жизни очень важно с точки зрения астробиологии, ведь на многих планетах за пределами Солнечной системы условия напоминают адский кратер в Туркмении.

По словам Корониса, общение с местными жителями несколько изменило его представления об истории кратера. «От местных туркменских геологов я услышал, что провал произошел не в 1971-м, а еще в 1960-х годах и оставался неподожженным до 1980-х годов. Мне сложно докопаться до истины, но я узнал это из надежных источников. Не знаю, как было на самом деле», — рассказал путешественник.

Другая загадочная дыра в Земле, привлекшая внимание общественности и ученых, была обнаружена совсем недавно на Ямале с борта вертолета, летевшего с расположенного поблизости газового месторождения. Кратер уже изучили главный научный сотрудник Института криосферы Земли Сибирского отделения РАН Марина Лейбман со старшим научным сотрудником ГКУ ЯНАО «Научный центр изучения Арктики» Андреем Плехановым.

По словам Лейбман, образование воронки может быть последствием термокарстового процесса. Некоторые геологи полагают, что глубокие озера на Ямале могли быть образованы именно таким образом. «Наблюдая происходящее сегодня, я вижу, что теория вполне может иметь глубокий смысл», — считает Лейбман.
http://www.gazeta.ru/science/2014/07/18_a_6117181.shtml