Эволюция в невесомости: как космические мутации микробов помогут победить супербактерии
Что если ключ к победе над самыми стойкими земными инфекциями находится не в лаборатории, а за пределами нашей планеты? Увлекательный космический эксперимент приблизил нас к разгадке этой тайны.
Партия обычных земных бактерий и вирусов, совершившая путешествие на Международную космическую станцию и обратно, вернулась непохожей на себя. Под влиянием уникальных условий космоса эти микроскопические организмы претерпели удивительные трансформации, которые теперь могут стать оружием против инфекций, не поддающихся лечению антибиотиками.
В рамках амбициозного проекта учёные из Университета Висконсин-Мэдисон и компании Rhodium Scientific Inc. отправили на орбиту классических противников — бактерию Escherichia coli и специализированный для её уничтожения вирус-бактериофаг Т7. Их вечная «гонка вооружений», известная на Земле, впервые была перенесена в среду микрогравитации в 2020 году.
На протяжении 25 дней на борту МКС шла невидимая война: различные комбинации микроорганизмов культивировались и эволюционировали. Параллельно идентичный эксперимент проводился на Земле под руководством биохимика Ватсана Рамана для сравнения результатов. Разница оказалась поразительной.
«Космическая среда кардинально перестраивает правила игры между фагом и бактерией, — отмечают исследователи. — Процесс заражения замедляется, а траектории эволюции обоих организмов расходятся с земным сценарием».
В невесомости бактерии развили мутации в генах, отвечающих за реакцию на стресс и метаболизм, а также изменили структуру своих поверхностных белков. Вирусы, после первоначальной адаптации, ответили встречными генетическими изменениями, чтобы вновь научиться атаковать своих укрепившихся противников.
Самым интригующим открытием стала необычайная эффективность некоторых «космических» мутантных фагов в борьбе с земными бактериями, вызывающими инфекции мочевыводящих путей. Учитывая, что более 90% таких патогенов сегодня демонстрируют устойчивость к антибиотикам, терапия с использованием специально обученных фагов открывает новую эру в медицине.
«Анализ этих уникальных космических адаптаций предоставил нам бесценные биологические инсайты, — комментируют авторы работы. — Это позволило сконструировать фаги, чья эффективность против лекарственно-устойчивых патогенов на Земле многократно возросла».
Таким образом, космос выступает как мощный ускоритель эволюции, предлагая нестандартные решения для самых насущных проблем человеческого здоровья.
