Ученые обнаружили, что микропластик может быть не только токсичным сам по себе, но и служить платформой для опасных бактерий и генов устойчивости к антибиотикам. Новое исследование из Великобритании показывает, что такие частицы становятся «плавучими домами» для микробов, которые затем распространяются по рекам и могут попадать в пищевые цепочки.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Environment International, ученые обнаружили, что на поверхности крошечных пластиковых частиц формируются плотные микробные пленки – своеобразные «пластисферы». В них активно поселяются патогенные микроорганизмы и бактерии, устойчивые к антибиотикам.
Как проводилось исследование
Как проводился эксперимент
Исследователи погрузили в четыре точки реки Труро на юго-западе Англии образцы микропластика, дерева, стекла и биошариков (используются для очистки воды).
Точки отбора выбрали не случайно: они находились на разном расстоянии от больницы и станции очистки сточных вод — двух источников, которые могут существенно влиять на состав микробов в воде.
Через два месяца собранные образцы изучили. Оказалось, что микропластик собирает на себе гораздо больше генов устойчивости к антибиотикам, чем стекло или дерево. А ещё он притягивает опасных бактерий — например, представителей классов Flavobacteriia и Sphingobacteriia. Особенно много их оказалось ниже по течению от больницы и очистных сооружений, даже если их почти не было в самой воде.
Почему это важно
Микропластиковые частицы могут путешествовать далеко и долго, а вместе с ними — и бактерии. Это создаёт несколько рисков:
потенциальное попадание патогенов в пищевые цепочки;
распространение лекарственно устойчивых микробов;
повышение опасности бытовых и медицинских инфекций.
Исследователи подчеркивают: микропластик – это не только мусор и не только химическая угроза. Он может работать как рассадник микробов, меняя экологию рек и морей.
Чтобы выжить в суровом холоде, обитатели Антарктиды обзаводятся толстыми слоями жира и меха. У нелетающего комара-звонца есть лишь мягкий панцирь – но, возможно, именно это говорит о том, насколько вынослив единственный местный вид насекомых континента. Как выяснилось, он способен переваривать микропластик.
Belgica antarctica – маленькая муха размером примерно с рисовое зерно. Эти насекомые обычно обитают во мхах и водорослях, разлагая мёртвый растительный материал и перерабатывая питательные вещества в промёрзшей почве. Однако недавнее исследование, опубликованное в журнале Science of the Total Environment, обнаружило присутствие микропластика внутри комаров – тревожный сигнал о росте загрязнения в одном из самых удалённых регионов Земли.
Джек Девлин, ведущий автор исследования и энтомолог из Университета Кентукки, отметил:
В Антарктиде по-прежнему гораздо меньше пластика, чем в большинстве мест планеты, и это хорошая новость. Но теперь мы можем сказать, что он проникает в систему, и при достаточно высоких уровнях начинает менять энергетический баланс насекомых.
Эксперимент отчасти был вдохновлён более ранними работами, обнаружившими фрагменты пластика в антарктическом снегу и морской воде – следствие человеческой деятельности на исследовательских базах и кораблях. Учитывая образ жизни комаров как разлагателей, исследователи задались вопросом, подвергаются ли они воздействию микропластика.
Они справляются с сильным холодом, высыханием, высокой солёностью, резкими перепадами температуры и ультрафиолетовым излучением. Защищает ли эта выносливость их от нового стресса вроде микропластика, или делает уязвимыми к тому, с чем они никогда раньше не сталкивались?
Исследование проводилось в два этапа. Сначала в лаборатории учёные подвергали комаров воздействию разных количеств микропластика в течение 10 дней, отслеживая изменения в здоровье насекомых. Удивительно, но метаболизм насекомых практически не изменился.
На поверхности казалось, что с ними всё в порядке.
Комары потребляли микропластиковые гранулы только при самых высоких концентрациях, и даже тогда выживаемость не снижалась, хотя молодые личинки не могли накопить столько же жира.
Затем команда отправилась на полевые эксперименты в Антарктиду, где собрала личинок комаров с 20 участков на 13 островах. В лаборатории крошечных существ размером около 5 миллиметров препарировали и проанализировали содержимое их кишечника на наличие пластика. Из 40 исследованных личинок команда обнаружила лишь два фрагмента микропластика.
Наше исследование предполагает, что прямо сейчас микропластик не заполоняет эти почвенные сообщества.
Но это должно стать "ранним предупреждением" о том, что микропластик медленно проникает в Антарктиду. У комаров нет известных наземных хищников, так что любой проглоченный ими пластик вряд ли распространится по пищевой цепи.
Антарктида даёт нам более простую экосистему для очень целенаправленных вопросов. Если мы обратим внимание сейчас, возможно, извлечём уроки, применимые далеко за пределами полярных регионов.
То, что остается после выпаривания морской воды в загрязненных микропластиком районах океана.
Микроскопические частицы пластика, едва различимые человеческим глазом, превратились в одну из серьезнейших угроз для морской экосистемы. Безобидная на первый взгляд пластиковая бутылка, оказавшаяся на берегу моря, подвергается непрерывному воздействию природных сил - солнечных лучей, морских волн и песчаных частиц. Постепенно материал распадается на мельчайшие фрагменты, становясь практически невидимым для невооруженного глаза. Морские биологи и экологи в последние десятилетия выражают растущую обеспокоенность масштабами распространения подобных загрязнителей в водах Мирового океана.
Массовое производство пластиковых изделий, начавшееся в 1940-х годах, привело к повсеместному распространению искусственных полимеров.
Первый искусственный пластик - бакелит - известен с конца XIX века, производится с 1909 года, а в 30-е уже был довольно массовым явлением в производстве бытовой техники, фотоаппаратов, электроники, оружия, портсигаров и прочих коробочек. Ввиду его дороговизны из него даже делали бижутерию.
Материал, изначально призванный облегчить повседневную жизнь человечества благодаря своей легкости, прочности, долговечности и доступной стоимости, превратился в глобальную экологическую проблему. Современные исследования демонстрируют тревожную статистику: приблизительно десятая часть всего произведенного пластика в конечном итоге оказывается в океанических водах, где может сохраняться на протяжении нескольких столетий.
Микропластик, представляющий собой частицы размером менее 5 миллиметров, подразделяется на две основные категории. Первичный микропластик производится целенаправленно в виде микроскопических гранул для использования в косметической промышленности, производстве пластмассовых изделий и абразивных материалов. Мельчайшие пластиковые шарики, входящие в состав очищающих средств для лица, служат наглядным примером первичного микропластика в повседневной жизни.
Или виниловый гранулят для производства музыкальных пластинок. Не микроскопический, конечно, но в размеры частицы меньше 5мм укладывается.
Вторичный микропластик образуется естественным путем при разрушении крупных пластиковых предметов под воздействием природных факторов - солнечного излучения, перепадов температур и механического воздействия морских волн.
Проникновение микропластика в морскую среду происходит различными путями, причем подавляющее большинство частиц - около 80% - поступает с суши. Процесс загрязнения начинается в момент использования косметических средств с микропластиковыми компонентами. Частицы беспрепятственно проходят через системы очистки сточных вод, конструкция которых не предусматривает улавливание столь мелких элементов. Синтетическая одежда при каждой стирке высвобождает тысячи микроволокон, также преодолевающих очистные сооружения. Дождевые потоки способствуют смыву частиц разрушающегося пластика с городских улиц в канализационные системы, откуда загрязнители попадают в природные водоемы. Непосредственно в океанической среде образование микропластика происходит при разрушении плавающего мусора - оставленных рыболовных снастей, упаковочных материалов и прочих отходов морского судоходства. Пляжные зоны становятся местом наиболее интенсивного образования микропластика вследствие комплексного воздействия солнечного света, соленой воды и абразивных свойств песка.
Микропластик распространился по всей акватории Мирового океана, проникнув от поверхностных слоев до глубоководных отложений, от арктических льдов до антарктических вод. Наибольшая концентрация микропластика наблюдается в прибрежных зонах и в круговоротах течений: морские течения формируют природные ловушки, аккумулирующие и концентрирующие пластиковые загрязнители в определенных районах океана.
"Большое тихоокеанское мусорное пятно" представляет собой наиболее известный пример подобного скопления, где океанические течения создают воронкообразное движение, затягивающее пластиковые отходы. Визуальное восприятие данного феномена значительно отличается от распространенного представления о плавучем острове мусора. Фактически наблюдается обширная акватория, насыщенная взвешенными микроскопическими частицами пластика, большинство которых невозможно заметить без специального оборудования.
Визуализация размера Большого тихоокеанского мусорного пятна.
Многоаспектность проблемы микропластика проявляется прежде всего через воздействие на морские организмы. Микроскопические размеры частиц делают возможным проглатывание загрязнителей морскими обитателями всех уровней - от мельчайшего планктона до гигантских китообразных. Попадание микропластика в пищеварительный тракт мелких морских организмов приводит к механической закупорке пищеварительной системы, вызывая ложное чувство насыщения и последующее истощение. Пищевые цепи становятся механизмом передачи микропластика от мельчайших организмов к более крупным, способствуя накоплению загрязнителей на каждом трофическом уровне.
Физическое воздействие микропластика дополняется химическим загрязнением морской среды. Пластиковые частицы обладают способностью адсорбировать токсичные соединения из морской воды, концентрируя опасные вещества на своей поверхности. Химические добавки, входящие в состав пластиков, включая фталаты и бисфенол А, способны выщелачиваться в окружающую среду или высвобождаться в организмах морских обитателей. Научные исследования свидетельствуют о колоссальной разнице в концентрации токсичных веществ между поверхностью микропластика и окружающей морской водой, достигающей миллионократных значений.
Методология изучения микропластика в морской среде требует применения специализированного оборудования и комплексных подходов. Исследователи задействуют особые сети для отбора проб воды, осуществляют фильтрацию значительных её объемов через тончайшие фильтрующие элементы, проводят анализ желудочного содержимого морских животных. Современные аналитические методы, включающие спектроскопические исследования и микроскопический анализ, позволяют определять типологию пластика, устанавливать источники происхождения и оценивать степень деградации материала. Исследование мельчайших фракций микропластика по-прежнему представляет существенные технические сложности для научного сообщества.
Масштабность проблемы загрязнения океанических вод микропластиком требует многоуровневого подхода к решению, охватывающего индивидуальные действия граждан, государственные инициативы и международное сотрудничество. Правительства различных стран предпринимают конкретные законодательные меры по ограничению распространения микропластика. Соединенные Штаты Америки, Великобритания и ряд других государств ввели запрет на использование микропластиковых компонентов в производстве косметической продукции. Страны Европейского Союза разрабатывают комплексную программу противодействия пластиковому загрязнению, включающую ограничения на применение одноразовых пластиковых изделий и совершенствование систем вторичной переработки.
Условные обозначения, которые размещаются на "экологически чистой" упаковке: без бисфенола А, без поливинилхлорида, без фталатов.
Научное сообщество активно работает над созданием инновационных методов очистки водной среды от микропластического загрязнения. Разработка усовершенствованных фильтрационных систем для очистных сооружений направлена на повышение эффективности улавливания мельчайших пластиковых частиц. Параллельно ведутся исследования по разработке биоразлагаемых материалов, способных заменить традиционные полимеры.
Индивидуальный вклад в решение проблемы микропластикового загрязнения может реализовываться через сокращение использования одноразовых пластиковых изделий, внимательное изучение состава косметических средств на предмет содержания полиэтилена и полипропилена, предпочтение натуральных текстильных материалов синтетическим аналогам. Правильная утилизация пластиковых отходов и участие в мероприятиях по очистке береговой линии способствуют снижению пластикового загрязнения водной среды.
Растущая общественная осведомленность о проблеме микропластика, совершенствование технологий переработки и появление экологически безопасных материалов создают основания для оптимистичного взгляда на перспективы решения проблемы. Многочисленные компании принимают добровольные обязательства по сокращению использования пластика в производственных процессах. Пластиковые загрязнители, находящиеся в океанических водах, сохранят негативное воздействие на морские экосистемы в долгосрочной перспективе, подчеркивая необходимость незамедлительных действий по предотвращению дальнейшего загрязнения.
Микропластиковое загрязнение океана наглядно демонстрирует противоречие между комфортом современного образа жизни и долгосрочными экологическими последствиями. Невидимые человеческому глазу частицы пластика представляют серьезную опасность для морских экосистем и потенциально угрожают здоровью человека через пищевые цепи. Международное сотрудничество, технологические инновации и изменение потребительского поведения формируют комплексный подход к решению глобальной экологической проблемы. Продолжающиеся исследования масштабов и последствий загрязнения микропластиком подчеркивают важность немедленных действий для сохранения здоровья океана и благополучия будущих поколений.
Вот такие интересные формы приобретают колонии бактерий рода Bacillus. Предположительно, тут B.cereus или B. subtilis. Также известно, что похожие структуры иногда могут создавать бактерии рода Phaenibacillus. Есть некоторое мнение, что бактериям осталась каких-нибудь пара шагов до «изобретения» настоящей многоклеточности.
Микропластик, который постепенно накапливается в организме, может мешать работе иммунной системы. Новое исследование показало, что крошечные пластиковые частицы способны нарушать работу важных иммунных клеток. Пока результаты получены на мышах и в лаборатории, но ученые считают, что это может иметь значение и для здоровья человека.
Микропластик – это мельчайшие частицы пластика, которые образуются при разрушении бутылок, контейнеров для еды, упаковки и пакетов. Они настолько малы, что могут попадать в воздух, воду и почву.
Такие частицы уже находят практически повсюду: в продуктах питания и напитках, а также в организме человека. Следы микропластика обнаруживали в крови, мозге, легких и даже в репродуктивных органах.
Как микропластик влияет на иммунитет
Макрофаги (синие), поглощающие микропластик из полистирола (зеленые) внутри печени мыши
Новое исследование, опубликованное в журнале Immunity, показало, что микропластик может мешать работе макрофагов – клеток иммунной системы, которые «поглощают» бактерии, вирусы, грибки и мертвые клетки.
В норме макрофаги захватывают опасные частицы и перерабатывают их. Однако с микропластиком ситуация другая: клетки способны его поглощать, но не могут разрушить. В результате внутри макрофагов накапливаются пластиковые частицы, что нарушает их работу.
Эксперименты показали, что такие клетки хуже справляются с уничтожением микробов и удалением мертвых клеток из тканей.
Эксперименты на мышах
В лаборатории ученые изучили воздействие частиц полистирола – распространенного пластика, который используется, например, в пищевых контейнерах. Его микрочастицы могут быть размером от вируса до песчинки.
Когда такие частицы попадали в организм мышей, иммунные клетки начинали работать менее эффективно. В одном из экспериментов животным также вводили грибок Aspergillus fumigatus, который вызывает инфекции дыхательных путей. Мыши, подвергшиеся воздействию микропластика, хуже справлялись с инфекцией и переносили заболевание тяжелее.
Возможные последствия
Макрофаги также отвечают за очистку организма от мертвых клеток. Каждый день в теле человека погибают миллионы клеток, и иммунная система должна их быстро удалять.
Если этот процесс нарушается, в тканях могут накапливаться клеточные остатки, что способно запускать воспалительные реакции и повышать риск аутоиммунных заболеваний.
Кроме того, исследование на мышах показало возможную связь микропластика со снижением количества сперматозоидов. После 18 недель воздействия частиц у животных наблюдалось заметное уменьшение их числа.
Что пока остается неизвестным
Хотя ученые уже находят микропластик во многих тканях человека, пока нет прямых доказательств того, что он вызывает болезни. Тем не менее некоторые исследования связывают накопление этих частиц с атеросклерозом, нейродегенеративными заболеваниями и онкологическими процессами.
В дальнейшем исследователи планируют изучить образцы человеческих тканей, чтобы выяснить, может ли микропластик участвовать в образовании бляшек в сосудах.
Пластик добрался и до дальних вод Тихого океана: исследование показало микропластик примерно у каждой третьей прибрежной рыбы рядом с островными государствами региона. Самая заметная картина — у Фиджи, где следы пластика нашли почти у 75% образцов.
Опубликованное 28 января 2026 года в журнале PLOS One исследоавние собрало разрозненные данные и проверила простую гипотезу: удаленность не защищает от загрязнения. Для стран и территорий Тихоокеанских островов это вопрос не абстрактной экологии, а повседневной еды.
Рыба здесь важна и как источник белка, и как доход, и как часть местных практик.
Микропластик рыб в Тихом океане
Ученые проанализировали сведения о 878 прибрежных рыбах (138 видов), пойманных рыбацкими общинами у Фиджи, Тонга, Тувалу и Вануату.
В среднем микропластик обнаруживался примерно у 1 из 3 рыб, но разброс между странами оказался огромным.
Фиджи выделились особенно резко: микропластик нашли почти у 75% проверенных рыб — это заметно выше указанного в материале «глобального среднего» уровня 49%.
При этом авторы подчеркивают важную оговорку: количество частиц в каждой отдельной рыбе обычно было небольшим.
На другом полюсе — Вануату, где признаки загрязнения выявили примерно у 5% образцов.
Авторы смотрели не только на географию, но и на «поведение» рыбы — где она живет и как питается.
Чаще всего микропластик попадался у рифовых и придонных видов: тех, кто кормится у дна, охотится из засады или питается беспозвоночными.
Иначе говоря, риск связан с тем, что такие рыбы постоянно «прочесывают» среду, где волокна и мелкие частицы задерживаются легче.
В уловах всех четырех стран встречались два вида — император «thumbprint emperor» (Lethrinus harak) и барабули «dash-and-dot goatfish» (Parupeneus barberinus). И у них загрязнение тоже было выше именно на Фиджи.
Один из выводов исследования — проблема не «точечная», а системная: «национальные различия подчеркивают провал нынешних систем управления отходами».
Теперь очевидно, что даже удаленные экосистемы остаются уязвимыми
Грызунов кормили пищей с высоким содержанием жиров
Исследование американских ученых показало, что бактерии могут перемещаться непосредственно из кишечника в мозг мышей, когда их кормят пищей с высоким содержанием жиров. У мышиных моделей болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и расстройства аутистического спектра также обнаружили повышенную проницаемость кишечной стенки и перемещение бактерий из кишечника в мозг. Примечательно, что бактерии не обнаруживались в головном мозге при возврате на обычную диету. Результаты исследования опубликованы в PLoS Biology.
Недавние данные свидетельствуют о том, что ось кишечник-мозг связана с нейродегенеративными патологиями, в частности болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и расстройствами аутистического спектра. Исследования показали, что микробиом кишечника воздействует на мозг через модуляцию иммунной и нейроэндокринной систем, а также через работу вегетативной нервной системы. Иногда изменения в микробиоме кишечника влияют на проницаемость кишечного барьера, что способствует проникновению микробов или метаболитов в собственную пластинку кишки и воротную вену.
Однако все эти известные механизмы не объясняют, как конкретно кишечный микробиом может напрямую влиять на мозг и вызывать нарушения в его работе. Прямых доказательств причинно-следственной связи между микробиомом кишечника и неврологическими заболеваниями недостаточно, поскольку для этой связи не установлено ни одного устойчивого биомаркера.
Чтобы заполнить этот пробел, группа ученых под руководством Араша Гракуи (Arash Grakoui) из Университета Эмори выдвинула гипотезу, что бактерии из кишечника могут попадать напрямую в мозг, запуская воспаление и нейродегенерацию. Для ее проверки исследователи использовали мышей с нокаутом гена Mdr2, который приводит к нарушению оттока желчи и изменению состава кишечных бактерий. Таких мышей кормили пищей с высоким содержанием жиров, и через девять дней у них в кишечнике наблюдалось увеличение числа бактерий родов Staphylococcus, Bacteroides и Akkermansia. Также в их кале стало меньше кишечных комменсальных лактобактерий по сравнению с мышами из контрольной группы. Эти изменения в составе микробиома коррелировали с повышенной проницаемостью кишечного барьера.
Чтобы определить, может ли проницаемость кишечной стенки привести к распространению бактерий по организму, ученые проверили их численность в фекалиях, подвздошной кишке, легких, сердце, почках, селезенке, головном мозге и крови. Они не обнаружили бактерий во внутренних органах и крови, однако их небольшое количество нашли в головном мозге, причем из-за того что их не было в ликворе и твердой мозговой оболочке, ученые исключили менингит. Бактерии были представлены стафилококками и энтерококками, которые обнаруживались в кишечнике. Дополнительный анализ показал, что гематоэнцефалический барьер у мышей оставался сохранным.
Поскольку блуждающий нерв соединяет кишечник и мозг, ученые проверили его на наличие бактерий. В шейном отделе нерва они обнаружили кишечного стафилококка — S. xylosus, в шейном отделе спинного мозга бактерий не было. Чтобы проверить, может ли блуждающий нерв служить путем транслокации бактерий из кишечника в головной мозг, исследователи удалили шейную часть правого блуждающего нерва. После этого мышей держали на диете с высоким содержанием жиров, и у них в мозге было в 20 раз меньше бактерий, чем в контрольной группе (у 5 из 15 мышей бактерии не обнаруживались вовсе). Поскольку левый блуждающий нерв остался не тронут (двустороннее пересечение блуждающего нерва привело бы к смерти), его заподозрили в том, что по нему бактерии все еще могли перемещаться в мозг. В дальнейшем в нем тоже нашли бактерии кишечного микробиома. Генетические анализы подтвердили, что микробы в кишечнике и в головном мозге практически полностью совпадали, причем перемещение бактерий заняло примерно шесть дней от начала липидной диеты. После возврата на обычную диету бактерий в мозге на находили.
Примечательно, что воздействие антибиотиков изменило состав не только микробиома кишечника, но тех микроорганизмов, которые находили в головном мозге мышей. Дополнительный эксперимент на мышиных моделях болезни Альцгеймера, Паркинсона и расстройства аутистического спектра показал, что у всех этих мышей наблюдается повышение проницаемости кишечной стенки. А в их кишечном микробиоме и головном мозге присутствуют бактерии, которые в предыдущих исследованиях ассоциировались с изучаемыми заболеваниями.
Эти результаты показывают, что необходимы дальнейшие исследования того, может ли модификация кишечного микробиома (в том числе с помощью диеты) потенциально предотвратить попадание бактерий в мозг. Однако важно для начала определить, встречается ли транслокация бактерий из кишечника в головной мозг у людей.
Одним из методов воздействия на кишечный микробиом может стать тиамин. Ранее мы рассказывали, что он воздействовал на распространение микробов в кишечнике, что коррелировало с симптомами хронической усталости.
Могут ли гипотетические внеземные микроорганизмы представлять угрозу для человека? Этот вопрос десятилетиями будоражил умы ученых и фантастов. Особенно последних, которым только дай какую-нибудь околонаучную зацепку и они настругают однотипные романы, выдавая их за твердую научную фантастику.
Ответ же кроется в фундаментальных различиях биохимии земной и потенциально чужой жизни. Поэтому краткий ответ на вопрос "опасны ли инопланетные микроорганизмы для нас" — скорее всего, нет.
Земные патогены — продукт миллиардов лет совместной эволюции с нашими клетками. За столь колоссальный промежуток времени они научились обманывать иммунитет, проникать в рецепторы и максимально эффективно использовать наши ресурсы.
Инопланетный микроорганизм, с высокой вероятностью, будет иметь иную биохимическую основу. Его белки, ДНК (или ее аналог) и метаболические пути могут быть банально несовместимы с нашими. Проще говоря, наш организм для такого существа — совершенно незнакомая и негостеприимная среда, а он для нас — биологически инертный объект.
Для того чтобы внеземные микробы или вирусы представляли угрозу для земной жизни, они должны быть полной копией земных аналогов и миллиарды лет эволюционировать в абсолютно идентичных условиях, включая точно такую же флору и фауну. Вероятность такого развития событий статистически ничтожна.
Гипотетический сценарий "невидимой эпидемии"
Однако существует гипотетический риск, описанный еще Карлом Саганом. Если инопланетная простейшая жизнь будет основана, например, на D-аминокислотах (зеркальных версиях наших L-аминокислот), то наш иммунитет может проигнорировать акт вторжения в организм. Такие микроорганизмы, оказавшись внутри тела, не вызовут иммунного ответа — не будет ни воспаления, ни температуры. Благодаря этому они смогут бесконтрольно размножаться в нашем теле, используя его как питательную среду.
В таком случае болезнь развивалась бы не как острая инфекция, а как тихое, медленное угасание. Симптомы напоминали бы синдром хронической усталости, наблюдалось бы необъяснимое истощение, потеря веса, когнитивные нарушения. Причина — не токсины, а механическое нарушение работы органов из-за растущей биомассы инородной жизни, закупорки капилляров и сдавливания нервов.
Сценарий "невидимой эпидемии" маловероятен, но именно он лег в основу ранних протоколов планетарного карантина NASA (поэтому первых астронавтов, побывавших на Луне, отправляли на трехнедельный карантин).
Вывод, к которому пришла современная наука, успокаивает: самая надежная защита от внеземных патогенов — не скафандры или карантинные зоны, а фундаментальные биохимические различия, делающие нас неинтересными друг для друга.
В румынской ледяной пещере ученые обнаружили бактерию возрастом около 5 000 лет, которая устойчива к ряду современных антибиотиков. Открытие может помочь разработать новые лекарства, но также поднимает вопросы о рисках, связанных с таянием ледников.
Бактерию Psychrobacter SC65A.3 выделили из 25-метрового ледяного керна, извлеченного из пещеры Скэришоара в Румынии. Геном микроба расшифровали и проверили его реакцию на 28 антибиотиков. Оказалось, что штамм устойчив к 10 препаратам из восьми разных классов – в том числе к тем, что применяются для лечения серьезных инфекций легких, крови и кожи.
Это первое подробное описание профиля устойчивости древней бактерии из ледяной пещеры. Работа опубликована в журнале Frontiers in Microbiology.
Почему древние бактерии устойчивы к антибиотикам
На первый взгляд это парадокс: как микроорганизм, живший тысячи лет назад, может сопротивляться препаратам, созданным в XX веке? Ответ в том, что антибиотики не изобретение человека. Микробы вырабатывают вещества для борьбы друг с другом миллионы лет. Именно из таких природных соединений и выросла современная антимикробная терапия – достаточно вспомнить историю открытия пенициллина.
Гены устойчивости давно присутствуют в микробных экосистемах. Когда антибиотики используются широко, выживают и размножаются те бактерии, у которых уже есть защитные механизмы. Эти гены могут передаваться между видами, усиливая проблему резистентности.
Экстремалы с двойным потенциалом
Psychrobacter SC65A.3 – так называемый полиэкстремофил. Он приспособлен к холоду и повышенной солености. В его геноме нашли более 100 генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам, и почти 600 генов с неизвестными функциями. Кроме того, обнаружены 11 генов, потенциально подавляющих рост бактерий, грибов и вирусов.
Это делает штамм одновременно перспективным и потенциально рискованным. С одной стороны, он может подсказать новые пути создания антибиотиков и ферментов для биотехнологий. С другой – при таянии ледников древние микробы и их гены могут попасть в современную среду.
Климатический фактор
Ученые подчеркивают, что сам по себе выход древних бактерий изо льда не означает автоматической угрозы. Чтобы гены устойчивости стали проблемой, они должны передаться патогенным видам и закрепиться под давлением массового применения антибиотиков.
Однако в условиях глобального потепления замороженные экосистемы постепенно «размораживаются», и это превращает ледники в возможные резервуары генов резистентности.
Проблема устойчивости к антибиотикам уже сегодня связана более чем с миллионом смертей в год. Поэтому изучение древних микробов – это не только взгляд в прошлое, но и шанс лучше понять механизмы устойчивости и использовать их для разработки новых лекарств.
Ученые обнаружили встречающуюся в природе кишечную бактерию обычных древесных лягушек, способную полностью уничтожать раковые опухоли у лабораторных животных. Микроорганизм превосходит некоторые существующие методы терапии. Если дальнейшие тесты покажут положительный результат, открытие может революционизировать лечение рака.
Японские ученые идентифицировали естественную бактерию, демонстрирующую перспективу в лечении определенного типа рака. В исследовании команда под руководством профессора Эйдзиро Мияко из Японского передового института науки и технологий сообщила, что Ewingella americana, выделенная из кишечника обычной древесной лягушки, показала сильную способность уничтожать раковые клетки в лабораторных испытаниях.
Для достижения этих результатов исследователи изучили 45 различных штаммов бактерий из кишечника японских древесных лягушек, японских огненнобрюхих тритонов и японских травяных ящериц. После первичного скрининга они сузили выборку до девяти штаммов с измеримыми противоопухолевыми эффектами.
Среди кандидатов выделилась E. americana. В экспериментах с лабораторными мышами, которым ввели колоректальный рак, бактерия полностью уничтожила опухоли, достигнув 100% положительного результата. Эффективность превысила существующие модели лечения, включая ингибиторы на основе антител и химиотерапию.
Исследование показывает, что E. americana уничтожает раковые клетки через несколько дополняющих механизмов. Medical Xpress отмечает, что анаэробная бактерия оказывает прямой цитотоксический эффект, накапливаясь внутри лишенных кислорода раковых клеток – её присутствие увеличивается примерно в 3000 раз после однократного внутривенного введения.
Бактерия одновременно чрезмерно стимулирует иммунную систему и избирательно атакует раковые клетки. В месте опухоли её быстрое размножение высвобождает воспалительные белки, привлекающие Т-клетки, В-клетки и другие иммунные клетки, концентрируя защиту организма там, где она наиболее необходима. Затем бактерия накапливается в опухолях, не затрагивая здоровые органы – вероятно, из-за анаэробной среды раковой ткани, ослабленного местного подавления иммунитета и специфических метаболических условий опухолей.
Исследование отмечает, что E. americana выглядит безопасной для введения, так как быстро выводится из кровотока и не проявляет тенденции к колонизации здоровых тканей. Бактерия может вызвать легкую воспалительную реакцию, которая обычно проходит в течение 72 часов.
Команда Мияко разрабатывает противораковую терапию на основе естественной бактерии и продолжает исследования для лучшего понимания этого нового союзника в борьбе с раком. Ученые особенно сосредоточены на том, как E. americana влияет на другие типы рака, оптимизации введения для снижения воспалительных побочных эффектов и изучении возможности совместной работы с существующими иммунотерапией и химиотерапией.
Международная группа под руководством ученых из Института Макса Планка провела первое системное исследование сенсорных способностей полезных бактерий. Исследователи расшифровали механизмы, позволяющие микробам распознавать питательные вещества и химические сигналы в организме.
Исследователи обнаружили, что полезные бактерии кишечника могут воспринимать широкий спектр питательных веществ и химических сигналов, направляя их к лучшим источникам пищи
Эффект «общего стола». В микробиоме процветает кросс-фидинг, или перекрестное кормление. Это процесс, при котором одни виды бактерий перерабатывают сложные вещества и выделяют побочные продукты (например, лактат), которые служат основным источником энергии для других видов. Таким образом, кишечник представляет собой сложную логистическую сеть, где выживание одного вида напрямую зависит от «отходов» жизнедеятельности другого, что и обеспечивает стабильность всей экосистемы.
Взаимодействие между микробиомом и телом человека критически зависит от способности бактерий ориентироваться в окружающей среде. Наука до сих пор фокусировалась на патогенах, оставляя без внимания полезных обитателей кишечника.
Новая работа, опубликованная в журнале PNAS, заполняет этот пробел. Ученые изучали клостридий — группу подвижных бактерий, поддерживающих наше здоровье. Выяснилось, что их рецепторы настроены на широкий спектр соединений: продукты распада углеводов, жиров, белков и даже ДНК.
Клостридии.
Анализ показал, что бактерии не просто дрейфуют по кишечнику, а целенаправленно ищут конкретные метаболические сигналы. Особое значение имеют молочная и муравьиная кислоты, которые чаще всего являются стимулами для движения. Это подтверждает, что поиск пищи является главным драйвером активности микрофлоры.
Секреты бактериальной коммуникации
Важнейшим открытием стало обнаружение новых групп сенсорных доменов у бактерий. Эти сенсоры отвечают за распознавание короткоцепочечных жирных кислот и урацила. Ученые установили структуру двойного сенсора, который умеет связываться сразу с несколькими типами молекул. Такая гибкость позволяет микробам адаптироваться к постоянно меняющейся среде человеческого организма.
Сенсорный домен dCache_1UR.
Как отмечает соавтор работы Вэньхао Сюй: «Эти сенсоры важны для взаимодействия между бактериями в кишечнике и могут играть ключевую роль в здоровом микробиоме человека». В процессе эволюции специфичность рецепторов быстро менялась, что объясняет выживаемость микрофлоры.
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на то, как поддерживается баланс в микробных экосистемах. Если учесть насколько сильно влияет на здоровье человека микробиом, то понятно, как важен этот микробный баланс и для нас.
Представляете, почти вся Европа дышит смертельно опасным воздухом, в котором концентрация твёрдых веществ превышает допустимую норму ВОЗ в 2 раза, — The Guardian.
По результатам исследования учёных, только 2% европейцев дышат чистым воздухом, хуже всего ситуация в Восточной Европе. Экологи и медики отмечают, что твёрдые частицы попадают во все органы человека и являются причиной смертельных болезней сердца, лёгких и других органов.
То, что пчёлы просто потрясающие, не подлежит обсуждению. В конце концов, они опыляют около трети всех культур, которые мы потребляем, и помогают поддерживать экосистемы во всём мире. Тем не менее, пчёлы находятся в беде, а явление, известное как синдром разрушения колоний (СРК), вызывает тревожное падение численности. К счастью, на горизонте может появиться решение в виде генетически модифицированных бактерий.
Один из спорных моментов – причина СРК. Некоторые исследования указывают на особый класс пестицидов, называемых неоникотиноидами, хотя многие в научном сообществе согласны с тем, что, вероятно, играют роль несколько факторов.
Как нам известно, впервые проблема СРК возникла после того, как клещ Varroa получил широкое распространение, во многом благодаря глобальной торговле европейскими медоносными пчёлами, которая привела их в контакт с азиатскими паразитами. Сначала предполагалось, что клещи просто убивали пчёл, высасывая их кровь, хотя позже выяснилось, что они также несли смертельный вирус деформированного крыла (ВДК), передавая его в кровоток пчёл, которыми они питались.
Опубликовав свою работу в журнале Science, команда исследователей генетически модифицировала кишечные бактерии медоносных пчёл, чтобы защитить их как от клеща Varroa, так и от ВДК, с чрезвычайно положительными результатами.
Во-первых, они прививали недельных пчёл штаммом бактерий, которые были генетически модифицированы, чтобы повысить иммунный ответ насекомых на определённые типы вирусов с помощью процесса, называемого РНК-интерференцией (RNAi). Это происходит, когда здоровые клетки распознают молекулы РНК, которые вырабатываются при вторжении вирусов, вызывая защиту от этих патогенов.
Пчёлы, обработанные модифицированными бактериями, имели на 36,5% больше шансов выжить в течение 10 дней, чем те, которые не были привиты.
Затем авторы исследования произвели второй штамм бактерий, который был модифицирован, чтобы вызвать летальный иммунный ответ у клещей Varroa. Результаты показали, что клещи, питающиеся кровью пчёл, которые были обработаны этой бактерией, на 70% чаще погибали в течение 10 дней, чем клещи, питающиеся пчёлами, у которых отсутствовали модифицированные бактерии.
“Это первый случай, когда кто-то улучшил здоровье пчёл путём генной инженерии их микробиома”, – сказал автор исследования Шон Леонард в своём заявлении.
И поскольку эти бактерии относительно легко продуцируются и не могут распространяться на другие организмы, исследователи полагают, что их работа может проложить путь к безопасному и эффективному решению проблемы сокращения колоний пчёл по всему миру.
Многие знают, что правильный тип бактерий в нашем кишечнике помогают подавить воспаление, и вообще оздоровить организм в целом.
Одно новое исследование показало, что есть тип бактерий, который способен нарастить мышечную массу и повысить выносливость.
Эксперимент был простой. Взяли две группы мышей, одну из которых пичкали этими бактериями (1), а вторая не получала никаких пробиотиков (2). После 6 недель было обнаружено, что у первой группы мышей увеличилась мышечная масса (путем взвешивания икроножной и камбаловидной мышц), их жировая масса же наоборот уменьшилась. Кроме того, первая группа мышей могли плавать в воде до изнеможения гораздо дольше, чем вторая. Анализы крови показали, что в первой группе было меньше молочной кислоты, аммиака.
В чем же секрет? А секрет прост – квашеная капуста, которая содержит доминирующую часть данных бактерий. Не буду описывать остальные положительные качества квашеной капусты, но советую провести один простой эксперимент над собой. Попробуйте съедать пару ложек квашеной капусты каждый день в течение хотя бы одного месяца, и обратите внимание на любые изменения, как вашего тела, так и продуктивности ваших тренировок. И даже если за один месяц вы не заметите существенных изменений в снижении жировой массы, повышении выносливости и силы, то, безусловно, приведете в порядок ваше пищеварение.
Метан – мощный парниковый газ, который за 20-летний период удерживает примерно в 80 раз больше тепла, чем углекислый газ. По оценкам учёных, на его долю приходится около 30% глобального потепления. К счастью, метан распадается в атмосфере относительно быстро – как правило, в течение 10 лет.
Когда подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай извергся в 2022 году, он выбросил в воздух над южной частью Тихого океана примерно 2,9 миллиарда тонн пепла и газа. Согласно новому исследованию, извержение также частично "убрало за собой".
Учёные подсчитали, что извержение высвободило около 330 гигаграммов метана – это примерно столько же, сколько ежегодно производят более 2 миллионов коров. Однако результаты работы показали, что химические реакции внутри вулканического шлейфа уничтожали около 900 мегаграммов метана в сутки, что эквивалентно дневным выбросам тех же 2 миллионов коров. Более того, облако продолжало разрушать собственное метановое загрязнение на протяжении 10 дней, дрейфуя в сторону Южной Америки.
Снижение выбросов метана от промышленных процессов и сельского хозяйства критически важно для смягчения последствий изменения климата, однако не все источники метана можно контролировать. Часть выбросов связана с естественными процессами – микробным разложением или вулканической активностью. Чтобы справиться с метановым загрязнением из таких источников, исследователи ищут способы ускорить естественный распад атмосферного метана.
Именно такой механизм и обнаружили авторы работы. С помощью спектрометра TROPOMI на борту спутника Sentinel-5P Европейского космического агентства учёные установили, что вулканический шлейф содержал необычно высокие концентрации формальдегида – короткоживущего промежуточного соединения, которое образуется при распаде метана. Формальдегид существует всего несколько часов, прежде чем разложиться на углекислый газ и воду, но в шлейфе он сохранялся в высоких концентрациях более недели. Это указывало на непрерывное разрушение метана.
Предыдущие исследования показали, что когда пыль из Сахары переносится ветром над Атлантическим океаном, она смешивается с морскими брызгами и образует аэрозоли солей железа. При взаимодействии солнечного света с этими частицами высвобождаются атомы хлора, ускоряющие разложение метана.
Учёные полагают, что аналогичный механизм сработал и внутри вулканического облака – морская вода, поднятая в атмосферу извержением, смешалась с пеплом, и эта смесь под воздействием солнечного света породила высокореактивные атомы хлора.
Полученные данные дают дополнительные доказательства того, что этот механизм можно использовать для снижения концентрации метана в атмосфере – если инженеры найдут безопасный, эффективный и экономически оправданный способ его воспроизвести.
Уже предложены некоторые стратегии: строительство реакторов, которые извлекают метан из воздуха и пропускают его через насыщенный хлором рассол, или контролируемый распыл атомов хлора непосредственно в атмосферу, хотя последний вариант может иметь непредвиденные экологические последствия.
Одна из ключевых проблем в разработке подобных технологий – точное измерение количества удалённого метана.
Исследователи надеются, что их результаты вдохновят больше инженеров использовать атомы хлора в качестве агента для удаления метана и подтверждать эффективность своих подходов с помощью спутниковой спектроскопии.
Комментарии