„Autostrada” do głowy. Bakterie jelitowe mogą być częstymi gośćmi w… mózgu
Badania na myszach dowodzą, że bakterie mogą podróżować z jelit wprost do mózgu przez nerw błędny. To odkrycie może zmienić sposób, w jaki leczymy choroby neurodegeneracyjne i dbamy o dietę.
Nauka od dawna bada fascynującą zależność między układem pokarmowym a ośrodkowym układem nerwowym, znaną jako oś jelitowo-mózgowa. Do tej pory większość naukowców skupiała się na „wędrówkach” hormonów, cząsteczek zapalnych czy produktów bakteryjnej przemiany materii. Jednak najnowsze badania przeprowadzone na Uniwersytecie Emory w USA dostarczają zdumiewających dowodów na to, że relacja ta może być znacznie bardziej dosłowna. Zaobserwowano, że w określonych warunkach żywe bakterie jelitowe mogą przedostać się bezpośrednio do mózgu. Choć badanie przeprowadzono na myszach, analogiczny mechanizm z dużym prawdopodobieństwem zostanie potwierdzony także u ludzi. Nerw błędny jako autostrada do mózgu Do tej pory sądzono, że jeśli mikroogranizmy opuszczają jelita, dzieje się to głównie poprzez krew, jak np. w przypadku zagrażającej życiu sepsy (posocznicy). Jednak zespół naukowców z Emory zauważył, że bakterie obecne w mózgach myszy nie były wykrywalne w ich krwi. Jak zatem dostały się do mózgu? Doprowadziło to badaczy do postawienia hipotezy, że bakterie jelitowe „podróżują” przez nerw błędny, który jest najdłuższym i najważniejszym połączeniem nerwowym między jamą brzuszną a mózgiem. Aby ją potwierdzić, przeprowadzili testy z blokadą tego nerwu. Wyniki były jednoznaczne: u myszy z przerwaniem ciągłości nerwu błędnego obecność bakterii w mózgu znacząco się zmniejszyła. Najwyraźniej mikroorganizmy wykorzystują włókna nerwowe jako fizyczny pomost i przemieszczają się po nich. To odkrycie tyleż niespodziewane, co zdumiewające. Co wpływa na „nieszczelność” jelit? Przenikanie bakterii do układu nerwowego nie jest zjawiskiem powszechnym u zdrowych osobników. Wymaga specyficznych okoliczności, które osłabiają barierę jelitową. W eksperymencie brały udział myszy na diecie wysokotłuszczowej (sprzyjającej miażdżycy) oraz osobniki genetycznie zmodyfikowane w celu symulacji chorób Alzheimera i Parkinsona. W obu przypadkach doszło do powstania tzw. „nieszczelnego jelita”. Uszkodzenie naturalnej zapory sprawiło, że bakterie, które zazwyczaj wspomagają trawienie, zaczęły „przeciekać” do innych części ciała. Obecność śladów bakterii w mózgach osób zmarłych na Alzheimera sugerowano już wcześniej, jednak badanie na Emory jako jedno z pierwszych pokazało ten proces „na żywo” u zwierząt. Choć liczba wykrytych mikrobów była niewielka, naukowcy ostrzegają, że nawet śladowa ich ilość może wystarczyć do wywołania przewlekłego stanu zapalnego. Ten jest z kolei „paliwem” dla chorób mózgu. Nowa era terapii: leczenie mózgu przez jelita? Jednym z najciekawszych wniosków z tego badania jest możliwość odwrócenia szkodliwych zmian w mózgu. Gdy myszy wracały do zbilansowanej, zdrowej diety, poziom bakterii w ich mózgach spadał do niemal niewykrywalnego poziomu. Zatem poprawa stanu jelit może bezpośrednio chronić ośrodkowy układ nerwowy przed bakteryjną inwazją. Innymi słowy: zdrowie mózgu zaczyna się w brzuchu. Jeśli badania na ludziach potwierdzą te mechanizmy, lekarze zyskają zupełnie nowe narzędzia do walki z zaburzeniami nastroju i demencją. Być może już całkiem niedługo na choroby neurologiczne będą przepisywać nie tylko probiotyki – ale i określoną dietę. Źródło: PLOS Biology Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Odkryto „drużynę” współpracujących bakterii. Rozłożyły plastik w 24 godziny
Plastik jest już wszędzie, od Rowu Mariańskiego po Mount Everest. Niemieccy naukowcy odkryli jednak bakteryjne „konsorcjum”, które dzięki współpracy trzech gatunków potrafi skutecznie i szybko neutralizować toksyczne ftalany.
Choć w ciągu ostatnich 25 lat zidentyfikowano setki mikroorganizmów zdolnych do degradacji tworzyw sztucznych, ich praktyczne zastosowanie pozostawało w sferze marzeń. Większość bakterii działa zbyt wolno, wymaga nienaturalnie wysokich temperatur lub radzi sobie tylko z jednym typem plastiku. Pojawiła się jednak nowa nadzieja. Naukowcy z Helmholtz Centre for Environmental Research w Lipsku dokonali przełomowego odkrycia: zidentyfikowali współdziałającą „drużynę” bakterii, które dzięki ścisłej współpracy są w stanie rozkładać estry kwasu ftalowego. To powszechnie stosowane plastyfikatory, obecne m.in. w materiałach budowlanych, opakowaniach i kosmetykach. Są szczególnie groźne dla zdrowia: sprzyjają rozwojowi nowotworów oraz zaburzeń metabolicznych i hormonalnych. Sztama trzech gatunków bakterii Badacze, pod kierownictwem dr. Christiana Eberleina, znaleźli rozwiązanie dosłownie „za rogiem” – a konkretnie wewnątrz bioreaktora w swoim laboratorium. Próbka pobrana z biofilmu osadzonego na poliuretanowych rurkach stała się bazą do wyhodowania kolonii mikroorganizmów. W jej składzie były trzy gatunki bakterii: Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens oraz nieopisany wcześniej gatunek z rodzaju Microbacterium. Żadna z tych bakterii nie była w stanie samodzielnie strawić ftalanów. Dopiero ich współpraca, sprawdzona w testach z ftalanem dietylu (DEP), pozwoliła na skuteczną biologiczną utylizację. W temperaturze 30 st. Celsjusza bakterie potrzebowały zaledwie 24 godzin, aby całkowicie „pożreć” DEP w stężeniach sięgających 900 miligramów na litr. Bakteryjny „łańcuch żywieniowy” Fundamentalny był tu mechanizm tzw. cross-feedingu (wzajemnego żywienia). Jest on cechą naturalnych społeczności mikroorganizmów, której jednak nigdy wcześniej nie zaobserwowano u bakterii zjadających plastik. W tym procesie jeden gatunek rozkłada złożoną substancję na prostsze, które z kolei stają się pożywieniem dla kolejnego gatunku. „Resztki ze stołu” stają się posiłkiem dla kolejnych gości. W badanym przypadku tymi „resztkami” okazały się ftalan monometylu oraz kwas ftalowy. To nie koniec sensacji: okazało się jeszcze, że bakterie używają nieznanych nauce enzymów. Czy bakteryjna „drużyna” zmieni gospodarkę? Zdolności badanego zespołu bakterii nie ograniczają się do jednego związku chemicznego. Potrafią trawić: ftalan dietylu (DEP), a także ftalan dipropylu oraz dibutylu – wszystkie są powszechnymi zanieczyszczeniami. Dzięki tak szerokiemu spektrum działania, mikroby te mogą w stać się fundamentem biotechnologicznych metod oczyszczania ścieków i rekultywacji terenów skażonych odpadami przemysłowymi. Zamiast czekać stulecia na naturalny rozkład plastiku, może kiedyś będziemy mogli wysłać do pracy bakteryjne ekipy, które zrobią to w jedną dobę. Źródło: Frontiers in Microbiology Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Medyczny „Święty Graal” staje się faktem? Amerykańscy naukowcy pokazali szczepionkę, która działa na bakterie, wirusy, a nawet… alergie
Szczepienia to jeden z najważniejszych wynalazków medycyny, ale mają poważną wadę: są selektywne. Środek, który zapewni odporność na wiele mikroorganizmów był dotychczas w sferze marzeń. Teraz jednak jesteśmy o krok bliżej od realizacji tego marzenia: w USA opracowano środek o uniwersalnej skuteczności.
Czy czeka nas medyczna rewolucja? Bardzo możliwe. Amerykańskie instytucje badawcze opracowały właśnie nową, uniwersalną szczepionkę. Preparat o nazwie GLA-3M-052-LS+OVA wykazuje zdumiewającą skuteczność nie tylko w walce z szerokim spektrum wirusów, ale także z bakteriami oraz alergiami. A to nie koniec – jego użycie nie wymaga zastrzyków, może być podany w formie sprayu do nosa. Jak naukowcy to zrobili? Kluczem było nowatorskie wykorzystanie mechanizmów obronnych naszych organizmów. Dwa filary odporności, jeden preparat Tradycyjne szczepionki bazują na tzw. odporności adaptacyjnej: uczą ciało rozpoznawania konkretnych patogenów. To proces precyzyjny, ale czasochłonny i ograniczony do jednego gatunku lub szczepu bakterii lub wirusa. Nowy środek także wykorzystuje ten mechanizm, ale łączy go z odpornością wrodzoną – naszą pierwszą, lecz krótkotrwałą linią obrony. Dzięki sztucznemu naśladowaniu sygnałów wysyłanych przez limfocyty T (jeden z rodzajów komórek odpornościowych), badaczom udało się utrzymać komórki odporności wrodzonej w stanie aktywności przez wiele miesięcy. W testach na myszach zaowocowało to skróceniem czasu reakcji na wirusa COVID z 14 do zaledwie 3 dni. Ilość wirusów w płucach udało się jednocześnie zmniejszyć aż 700 razy. Superszczepionka na superbakterie Wyjątkowość preparatu GLA-3M-052-LS+OVA polega na jego niespotykanej dotąd wszechstronności. Badaniach potwierdziły, że nowa szczepionka skutecznie chroniła zwierzęta przed groźnymi bakteriami, np. gronkowcem złocistym (Staphylococcus aureus) i Acinetobacter baumannii. W szpitalach to właśnie te gatunki często wykazują oporność na antybiotyki. Co najbardziej zaskakujące, naukowcy odnotowali również terapeutyczny wpływ na reakcje alergiczne. U zaszczepionych myszy wystawionych na kontakt z roztoczami kurzu domowego zaobserwowano znaczną redukcję objawów astmy, w tym mniejszą produkcję śluzu w płucach. To niezwykle obiecujące wyniki, dające nadzieję na prawdziwie uniwersalny środek. Wyzwania przed testami na ludziach Zespół naukowców, kierowany przez Bali Pulendrana ze Stanfordu, trochę studzi optymizm. Badacze podkreślają, że droga do wprowadzenia preparatu preparatu na rynek jest jeszcze daleka. Eksperci, m.in. Jonathan Ball z Liverpool School of Tropical Medicine, wskazują na konieczność potwierdzenia zarówno działania, jak i bezpieczeństwa szczepionki u ludzi. Kluczowym wyzwaniem będzie sprawdzenie, czy utrzymywanie układu odpornościowego w stanie ciągłej gotowości nie doprowadzi do niepożądanych reakcji autoimmunologicznych. Naukowcy przewidują, że jeśli kolejne etapy badań zakończą się sukcesami, uniwersalna szczepionka mogłaby trafić do użytku w ciągu 5–7 lat. Źródło: Science Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Odporna na antybiotyki superbakteria sprzed 5000 lat odkryta w rumuńskiej jaskinii. I to nie jest zła wiadomość
Starożytna bakteria była uwięziona w lodzie, w rumuńskiej jaskini Scărișoara. Najnowsze badanie wykazało, że potrafi przeciwstawić się wielu współczesnym antybiotykom, mimo że nie mogła mieć z nimi styczności. Ale – wbrew pozorom – to może być dobra wiadomość.
W najgłębszych zakamarkach naszej planety wciąż kryje się wiele tajemnic. Tam, gdzie lód zalega od tysięcy lat, skrywa się mikroświat o zadziwiających właściwościach. W rumuńskiej jaskini Scărișoara naukowcy wydobyli bakterię, która przez około 5 000 lat spoczywała w wiecznym lodzie, odseparowana od reszty życia na Ziemi. Badanie wykazało, że szczep ten jest odporny na 10 antybiotyków. Naukowcy twierdzą jednak, że może być to szansa na opracowanie nowych strategii zapobiegania antybiotykooporności oraz zbadania, jak oporność ta naturalnie ewoluuje i się rozprzestrzenia. Lekoodporna bakteria sprzed cywilizacji Praca rumuńskich uczonych została opublikowana na łamach czasopisma „Frontiers in Microbiology”. – Bakterie ewoluowały, aby przystosować się do najbardziej ekstremalnych warunków na Ziemi, od palącego upału po temperatury znacznie poniżej zera. Jaskinie lodowe to tylko jedno ze środowisk, w których żyją różnorodne mikroorganizmy. Stanowią one bogate, ale wciąż słabo poznane źródło różnorodności genetycznej – podkreślają autorzy. Chodzi o szczep bakterii Psychrobacter SC65A.3. Naukowcy ustalili, że posiada ponad 100 genów związanych z opornością. – Ta bakteria może również hamować wzrost kilku głównych, opornych na antybiotyki „superbakterii” i wykazuje aktywność enzymatyczną o istotnym potencjale biotechnologicznym – wskazuje główna autorka dr Cristina Purcarea, z Instytutu Biologii Akademii Rumuńskiej w Bukareszcie. Psychrobacter to rodzaj bakterii przystosowanych do życia w bardzo niskich temperaturach. Należą do tzw. bakterii psychrofilnych lub psychrotolerancyjnych. Żyją m.in. w: wodach i lodach polarnych Arktyki i Antarktydy, głębinach oceanicznych, wiecznej zmarzlinie, a nawet w chłodniach i przechowywanej żywności. Oporność bez antybiotyków: jak to się stało? Naukowcy twierdzą, że ich odkrycie dowodzi, że oporność bakterii nie wytworzyła się tylko poprzez stosowanie antybiotyków współcześnie. – Badanie drobnoustrojów, takich jak Psychrobacter SC65A.3, ujawnia, jak oporność na antybiotyki ewoluowała naturalnie w środowisku, na długo przed wprowadzeniem współczesnych leków – powiedziała dr Purcarea. Badacze sprawdzili, jak szczep SC65A reaguje na 28 antybiotyków z 10 różnych klas — zarówno powszechnie stosowanych, jak i tych zarezerwowanych do leczenia ciężkich zakażeń bakteryjnych. – Dziesięć antybiotyków, wobec których wykazaliśmy oporność, jest powszechnie używanych w leczeniu poważnych zakażeń bakteryjnych – zarówno w terapii doustnej, jak i dożylnej – podkreśliła Purcarea. To m.in. medykamenty wykorzystywane do leczenia gruźlicy, zapalenia jelita grubego i zakażeń układu moczowego. Superbakteria to szansa czy zagrożenie? Naukowcy podkreślają, że SC65A.3 to pierwszy szczep Psychrobacter, u którego stwierdzono oporność na antybiotyki – w tym trimetoprim, klindamycynę i metronidazol. W jego DNA naukowcy odkryli też prawie 600 genów o nieznanych funkcjach. Sugeruje to zagadkowe źródło nowych mechanizmów biologicznych. Analiza tego genomu ujawniła także 11 genów, które potencjalnie mogą zabijać lub hamować wzrost innych bakterii, grzybów i wirusów. – Jeśli topniejący lód uwolni te mikroby, geny te mogą rozprzestrzenić się na współczesne bakterie, pogłębiając globalne wyzwanie, jakim jest oporność na antybiotyki – powiedziała dr Purcarea. – Z drugiej strony, produkują one unikalne enzymy i związki przeciwdrobnoustrojowe, które mogą zainspirować nowe antybiotyki, enzymy przemysłowe i inne innowacje biotechnologiczne – dodaje rumuńska badaczka. - Te starożytne bakterie są niezbędne dla rozwoju nauki i medycyny. Jednak należy się z nimi obchodzić ostrożnie i z zachowaniem środków bezpieczeństwa w laboratoriach, aby zminimalizować ryzyko niekontrolowanego rozprzestrzeniania się – podsumowała Purcarea. Źródło: Frontiers in Microbiology Nasz ekspert Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal+, obecnie pracuje w RMF FM. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu. Pisze przede wszystkim o archeologii i przyrodzie. Prywatnie bardzo zainteresowany polityką.
Grzyby na diecie z węgla drzewnego. Swoje unikatowe możliwości pozyskał od bakterii
Pożar to niszczycielski żywioł pozostawiający po sobie głównie śmierć. Jednak dla niektórych gatunków zgliszcza są niczym szwedzki stół pełen przysmaków. Nowe badania uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside pokazują, że sekret rozkwitu tych gatunków po pożarze ukryty jest w genach.
W styczniu ubiegłego roku Kalifornię ogarnęły ogromne pożary, które doprowadziły do zniszczenia ponad 2000 tysiące kilometrów kwadratowych ziemi, 16 500 budynków i śmierci 30 osób. Spaliły się też siedliska dzikich zwierząt, a wiele gatunków lokalnych zostało wypłoszonych lub zabitych. Pożary zniszczyły fragmenty ekosystemów leśnych, co wpływa na przyszłość regeneracji lasów. Chociaż ubiegłoroczny żywioł był wyjątkowo silny, to same pożary często dotykają Kalifornii. Dochodzi do nich niemal co roku. Między śmiercią a rozkwitem Jednak, jak przekonują biolodzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UCR), pożary pozwoliły gwałtownie rozmnożyć się grzybom, które przed kataklizmem były ledwie wykrywalne w glebie. Analizy tego zjawiska zostały opublikowane w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”. — Wiedzieliśmy, że niektóre grzyby wykazują znaczną odporność na wysoką temperaturę, a także, że część z nich potrafi szybko rosnąć w miejscach, gdzie konkurencja została wypalona. A jeszcze inne mogą wykorzystywać składniki odżywcze zawarte w węglu drzewnym. Teraz znamy genetyczne podstawy tych niespotykanych zdolności — powiedziała Sydney Glassman, profesor nadzwyczajna mikrobiologii i patologii roślin na UCR oraz współautorka publikacji. Geny ognio-lubne Prowadzona przez prof. Glassman grupa przez pięć lat pozyskiwała grzyby z siedmiu różnych obszarów dotkniętych pożarami w Kalifornii. Naukowcy zsekwencjonowali ich geny i wystawili część z nich na działanie węgla drzewnego. Pozwoliło to na odkrycie trzech głównych mechanizmów ewolucji genów grzybów ognio-lubnych, lub bardziej profesjonalnie – pirofilnych. Jak wyjaśniają eksperci w swoim artykule, aby wytwarzać więcej enzymów potrzebnych do trawienia węgla drzewnego niektóre grzyby wykorzystują tzw. duplikację genów, czyli biologiczny mechanizm „kopiuj-wklej.” Na przykład Aspergillus, zielona pleśń spotykana m.in. na chlebie, rozmnaża się bezpłciowo właśnie w ten sposób. Im więcej kopii genów odpowiedzialnych za rozkład węgla posiada, tym więcej enzymów może produkować, by wykorzystywać spalone, bogate w węgiel resztki. Z kolei Basidiomycota, duża grupa obejmująca klasyczne grzyby kapeluszowe, polega na rozmnażaniu płciowym. Strategia ta umożliwia rekombinację genów podczas kojarzenia i szybkie wykształcanie zdolności metabolizowania węgla drzewnego. Jednak największym zaskoczeniem był grzyb Coniochaeta hoffmannii, zdolny pozyskiwać swoje ognio-lubne geny od bakterii. Oznacza to, że „pożycza” narzędzia genetyczne z innego królestwa życia! Jak to możliwe? Pionowe i horyzontalne przekazywanie genów Zacznijmy od tego, że geny są zwykle przekazywane pionowo. Przechodzą od rodzica, do potomstwa. Natomiast bakterie potrafią wymieniać się genami horyzontalnie. – Horyzontalny transfer genów jest jak dzielenie się genami z przyjacielem albo rodzeństwem. To dzięki niemu bakterie są tak różnorodne — przekonuje prof. Glassman. Jednak horyzontalna wymiana genów między bakteriami a innymi formami życia zachodzi wyjątkowo rzadko. W omawianym przypadku geny bakterii dają grzybowi zdolność rozkładu zwęglonego drewna. Jak przetrwać pożar? Badacze z UCR zidentyfikowali również mechanizmy pozwalające niektórym grzybom przetrwać sam pożar. Okazuje się, że część z nich wytwarza sklerocjum — odporne na wysoką temperaturę podziemne struktury mogące przetrwać w uśpieniu przez dziesięciolecia. Struktury ożywają, gdy pojawiają się odpowiednie warunki do rozwoju. Inne przetrwają głębiej w glebie, a następnie wynurzają się, by skolonizować bogaty w składniki odżywcze teren pozbawiony konkurencji po przejściu ognia. Przykładowo Pyronema nie posiada tak rozbudowanego zestawu genów do rozkładu węgla drzewnego. Zamiast tego szybko tworzy drobne, pomarańczowe, kielichowate owocniki w środowisku wolnym od rywali. Zdaniem ekspertów badania wspomnianych grzybów mogą przynieść znaczny postęp w kwestii usuwania wycieków ropy, rozkładu rud czy odbudowy spalonych krajobrazów. Źródło: Phys.org Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Mikroorganizmy w Fukushimie zachowują się zaskakująco, bo… nie mutują. Czemu więc nadal żyją?
Promieniowanie nie zawsze jest przeszkodą. W wysoce radioaktywnych miejscach na Ziemi życie nie tylko się rozwija, ale także przybiera dziwne formy – jak np. w Czarnobylu. Spodziewano się, że po katastrofie elektrowni w Fukushimie będzie tak samo, jednak… żyjące tam mikroby zdają się zupełnie niedotknięte promieniowaniem. Jak to możliwe?
Naukowcy z Japonii odkryli, że mikroby żyjące w torusie – części systemu bezpieczeństwa elektrowni atomowej w Fukushimie –przeżyły skrajnie radioaktywne warunki bez żadnych adaptacji do promieniowania. Ich istnienie może utrudnić oczyszczenie reaktora. Katastrofa jądrowa w Fukushimie W marcu 2011 roku, w wyniku potężnego trzęsienia ziemi, w reaktory elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi uderzyło tsunami, które spowodowało uszkodzenie systemów chłodzenia i w efekcie stopienie rdzeni reaktorów. Wydostające się z nich substancje promieniotwórcze spowodowały długotrwałe skażenie dużego obszaru wokół elektrowni. Miasto Ōkuma zostało niemal całkowicie opuszczone, a region stał się obiektem intensywnych badań naukowych dotyczących wpływu promieniowania na życie. Okazuje się, że nie tylko ono przetrwało, ale także nie wykazuje szczególnych zmian. Jakie mikroorganizmy przetrwały w radioaktywnym środowisku? Badacze z Keio University w elektrowni w Fukushimie spodziewali się znaleźć organizmy znane ze swojej odporności na promieniowanie – np. bakterie Deinococcus radiodurans czy Methylobacterium radiotolerans. Ku ich zaskoczeniu, dominujące okazały się jednak mikoorganizmy z rodzajów Limnobacter i Brevirhabdus, typowo występujące w środowiskach morskich. Co więcej, nie wykazują one szczególnej odporności na promieniowanie jonizujące. Jak w takim razie przeżyły? Jak to możliwe, że bakterie zabezpieczyły się przed promieniowaniem? Analiza próbek pobranych z radioaktywnej wody torusa wykazała, że mikroorganizmy prawdopodobnie stworzyły biofilmy – śluzowate warstwy ochronne złożone z wielu komórek. Biofilm pełni rolę tarczy, która ogranicza bezpośredni wpływ promieniowania na mikroorganizm. Dzięki tej osłonie bakterie mogą przeżyć w wodzie o wysokim poziomie promieniowania bez konieczności posiadania wyspecjalizowanych mechanizmów molekularnych. Zagrożenie dla procesu dekontaminacji Obecność mikroorganizmów w torusie może poważnie skomplikować proces dekontaminacji elektrowni – czyli „sprzątania” budynku i jego okolicy oraz usuwania skutków promieniowania. Biofilmy mogą przyspieszać korozję metalowych elementów infrastruktury, co zagraża integralności konstrukcji budynku. Obecność biofilmów w wodzie może pogarszać widoczność, utrudniając pracę ekip sprzątających i inżynierów zajmujących się demontażem reaktora. Naukowcy ostrzegają, że mikroorganizmy – mimo że wydają się nieszkodliwe – mogą znacznie wpłynąć na harmonogram i koszty usuwania skutków katastrofy. W Czarnobylu sprawa wygląda nieco inaczej – mutacje na Ukrainie Katastrofa w Czarnobylu w 1986 roku przyniosła nieco inne efekty. W reaktorze zamieszkały specyficzne, czarne grzyby – aż 37 różnych gatunków. Okazało się, że rozwijały się one w obecności promieniowania jonizującego, a naukowcy teoretyzują, że melanina (przez którą są czarne) pozwala im na wykorzystanie radioaktywności w taki sposób, w jaki rośliny wykorzystują słońce. Zamiast fotosyntezy przeprowadzają radiosyntezę. To jednak teoria, którą ciężko udowodnić. Zwierzęta w strefie wykluczenia Poza elektrownią sprawa ma się inaczej – nawet w „Czerwonym Lesie”, czyli obszarze silnie dotkniętym promieniowaniem, w którym sosny obumarły natychmiast, a wszystkie liście poczerwieniały, obecnie rozkwita życie. Strefę wykluczenia wokół Czarnobyla zamieszkują obecnie – kompletnie „niezmutowane” – niedźwiedzie, żubry, wilki, rysie, konie czy ponad 200 gatunków ptaków. Badania potwierdziły ogólny brak znaczących negatywnych skutków obecnego poziomu promieniowania dla populacji zwierząt i roślin żyjących w Czarnobylu. Niektóre żaby są tam po prostu… ciemniejsze. Dzikie zwierzęta mogą być znacznie bardziej odporne na promieniowanie, niż wcześniej sądzono. Źródło: Applied and Environmental Microbiology, ScienceAlert Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Nie pili, a zachowują się jak po kilku głębszych. Jak działa zespół autobrowaru i co mają z nim wspólnego bakterie w jelitach?
Wielu z nas słyszało historie o ludziach niesłusznie podejrzewanych o nadużywanie alkoholu, podczas gdy nie tknęli oni ani lampki wina czy piwa – często przez wiele lat. Za stan upojenia odpowiadał u nich rzadki zespół autobrowaru, przez który… alkohol sam jest produkowany w jelitach. Naukowcy zidentyfikowali jego przyczynę.
Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego i Mass General Brigham zidentyfikowali bakterie jelitowe, które powodują zadziwiającą produkcję alkoholu u pacjentów z zespołem autobrowaru. Rzadka i źle rozumiana przypadłość powoduje, że ludzie doświadczają stanu upojenia alkoholowego bez jego spożycia. O największym do tej pory badaniu nad powodującymi go bakteriami i nowych metodach leczenia czytamy w czasopiśmie „Nature Microbiology”. Czym jest zespół autobrowaru? Zespół autobrowaru to rzadka choroba metaboliczna. Prowadzi ona do niecodziennych – i bardzo niejednoznacznych – objawów. U jej podstaw leży nieprawidłowa fermentacja cukrów przez mikroorganizmy w jelitach, która prowadzi do produkcji etanolu. W warunkach fizjologicznych niewielka ilość etanolu może powstać w przewodzie pokarmowym każdego człowieka, jednak osoby z zespołem autobrowaru doświadczają jego patologicznego nagromadzenia. Jakie są objawy choroby? Do najczęstszych objawów zespołu autobrowaru zalicza się nagłą nietrzeźwość (zaburzenia świadomości, dezorientacja), bóle głowy, nudności, zaburzenia koordynacji, zaburzenia pamięci, wzdęcia, biegunki czy uszkodzenia wątroby. Pojawiają się także problemy odstawienne. Warto podkreślić, że poziom alkoholu we krwi takich osób może być na tyle wysoki, że spełnia kryteria stanu nietrzeźwości – i to mimo, że nie spożywały one alkoholu. U wielu pacjentów prowadzi to do problemów prawnych, społecznych czy stygmatyzacji przez otoczenie. Czy zespołem autobrowaru można się zarazić? Nie, choroba nie jest zaraźliwa. Powoduje ją zaburzenie równowagi mikrobioty jelitowej. Jest to proces wewnętrzny, który nie przenosi się z człowieka na człowieka. Co wywołuje zespół autobrowaru? Nowe badania Początkowo sądzono, że głównymi odpowiedzialnymi za chorobą są drożdżaki z rodzaju Candida, jednak nowe wnioski naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wykazały, że najistotniejsze są konkretne szczepy bakterii. Ich badanie objęło ono 22 pacjentów z chorobą, 21 ich partnerów-współmieszkańców oraz 22 zdrowych uczestników kontrolnych. Okazało się, że chodzi szczególnie o Escherichia coli – bakterię występującą powszechnie w jelitach człowieka, ale w pewnych warunkach zdolną do intensywnej fermentacji cukrów – oraz Klebsiella pneumoniae – bakterię patogenną, której niektóre szczepy mają zdolność wzmożonej produkcji alkoholu. Te mikroorganizmy wykorzystują złożone szlaki fermentacji, przekształcając węglowodany obecne w diecie w etanol, który wchłania się do krwiobiegu. Co jednak ważniejsze, u osób z zespołem autobrowaru (w porównaniu do osób zdrowych) po raz pierwszy zaobserwowano także podwyższone poziomy enzymów odpowiedzialnych za fermentację, takich jak dehydrogenaza alkoholowa i pirogronianowa. Obecność tych mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym nie zawsze prowadzi do choroby – decydują o tym także czynniki genetyczne, odporność, przebieg wcześniejszych infekcji, przyjmowane leki i ogólny skład mikrobiomu jelitowego. W nim może kryć się klucz do leczenia. Czy leczenie zespołu autobrowaru jest możliwe? Autorzy badania sugerują, że zamiast skupiać się na konkretnych gatunkach mikroorganizmów, skuteczniejsze może być celowanie w enzymy odpowiedzialne za fermentację. To podejście może znacząco przyspieszyć diagnozowanie oraz otworzyć drogę do skutecznych terapii. W badaniu opisano przypadek pacjenta, którego terapia polegała na przeszczepie mikrobioty jelitowej za pośrednictwem kału. Doświadczył on znacznej poprawy – po drugim przeszczepie objawy ustąpiły na ponad 16 miesięcy. Wciąż jednak doświadczał nawrotów i znajduje się pod stałą obserwacją. Jedna z najbardziej tajemniczych chorób świata – Zespół autobrowaru to niezrozumiała choroba, nad którą nie ma zbyt wielu badań i metod leczenia. Nasze badanie pokazuje potencjał przeszczepu kału – mówi dr Elizabeth Hohmann, współautorka badania z Oddziału Chorób Zakaźnych w Katedrze Medycyny Mass General Brigham. Autorzy przekonują, że ich badanie może przyczynić się do łatwiejszej diagnostyki, skuteczniejszego leczenia i poprawy jakości życia osób żyjących z tą rzadką chorobą. Źródło: Nature Microbiology Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Ta bakteria to cytrusowy terrorysta – „porywa” drzewa owocowe i zmusza je, by wydały jej cukier. Dzięki temu rośnie 100 razy szybciej
Wymuszenia i rozboje nie są wyłącznie domeną ludzi. Okazuje się, że podobne taktyki mogą stosować także bakterie – np. postrach sadowników, Xanthomonas citri. Badacze odkryli, że mikrob „przejmuje stery” drzew cytrusowych i zmusza je do wydawania sobie cukru, który umożliwia mu wzrost. Nie spodziewaliśmy się, że bakterie mogą działać w tak przemyślany sposób.
Naukowcy odkryli, że bakteria Xanthomonas citri przejmuje kontrolę nad drzewami cytrusowymi i wywołuje w ich liściach program dojrzewania typowy dla owoców. Dzięki temu może ona rosnąć nawet 100 razy szybciej niż dotychczas, ale dla drzewa oznacza to wyrok śmierci – choruje na tzw. raka owoców cytrusowych. Jak Xanthomonas citri manipuluje cytrusami od środka Groźną strategię bakterii odkrył międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez prof. Thomasa Lahayea z Centrum Biologii Molekularnej Roślin Uniwersytetu w Tybindze. Patogen ten infekuje liście drzew cytrusowych i wykorzystuje mechanizmy molekularne do uzyskania dostępu do składników odżywczych. Bakteria ta, za pomocą struktury przypominającej strzykawkę, wstrzykuje do komórek roślinnych specjalne białka. Jedno z nich przenika do jądra komórkowego, gdzie aktywuje część rośliny odpowiedzialną za dojrzewanie owoców. Uruchamia to „program”, który produkuje gargantuiczną ilość cukru. To sytuacja jak przy napadzie na bank. Jak liście mogą produkować cukier? Badania wykazały, że w zainfekowanych liściach cytrusów aktywowane są te same geny, które odpowiadają za dojrzewanie owoców. Dzięki temu dochodzi do rozkładu cukrów powiązanych ze ścianą komórkową, które stają się dostępne dla bakterii jako źródło energii. Jak podkreślił prof. Lahaye, daje to Xanthomonas citri ogromną przewagę żywieniową – bakteria może rosnąć nawet stukrotnie szybciej niż w normalnych warunkach. Rak owoców cytrusowych powoduje ogromne straty Rak owoców cytrusowych jest jednym z największych zagrożeń dla upraw cytrusów – narażone są pomarańcze, mandarynki czy cytryny. Zakażone rośliny pokrywają się brunatnymi plamami i pęcherzami. Skutkiem jest przedwczesne opadanie liści i owoców. Zrozumienie mechanizmu, który wykorzystuje powodująca raka bakteria, przybliża nas do obrony upraw przed chorobą. Czy „terroryzm” bakterii można przekuć w coś dobrego? Praca naukowców opublikowana w czasopiśmie „Science” pozwala lepiej zrozumieć interakcje pomiędzy patogenami a roślinami. Dowiedzieliśmy się dzięki temu, w jaki dokładnie sposób bakterie potrafią przejąć kontrolę nad złożonymi programami roślin… i jak możemy to wykorzystać. – Nasze odkrycia mogą posłużyć jako punkt wyjścia do modyfikowania procesu dojrzewania owoców metodami genetycznymi – zaznacza prof. Lahaye. Jego zdaniem możliwe będzie w przyszłości nie tylko zwiększenie odporności roślin na choroby, ale także kontrola takich cech owoców, jak słodycz czy konsystencja. Tylko czy to my wtedy nie staniemy się „terrorystami”? Źródła: Science, National Library of Medicine Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Mikrobiota jelitowa jest ważna - ale która dokładnie? Powstał ranking najzdrowszych bakterii
Mikroorganizmy w naszych jelitach to klucz do zdrowia – ale które gatunki najsilniej działają na naszą korzyść? Naukowcy zbadali ponad 34 tysiące osób, 661 gatunków bakterii i stworzyli wyczerpujący ranking.
Nowe, gruntowne badanie, opublikowane właśnie w prestiżowym „Nature” znacząco poszerza wiedzę o ludzkim mikrobiomie jelitowym. Naukowcy przeanalizowali dane ponad 34 500 osób z USA i Wielkiej Brytanii. Powiązali skład ich mikrobiomu z dietą oraz szeregiem markerów zdrowotnych, takich jak BMI, poziom trójglicerydów, glukozy i hemoglobiny glikowanej (HbA1c). Dane pochodziły z programu Zoe PREDICT, jednego z największych projektów badających zależności między dietą, mikrobiomem a zdrowiem. Udało się z nich wyczytać, które gatunki bakterii jelitowych najbardziej nam służą. Jak tworzono ranking bakterii? Przebadano aż 661 gatunków bakterii jelitowych z użyciem technik AI. Na tej podstawie stworzono dwa rankingi: „ZOE Microbiome Health Ranking 2025” oraz „Diet Ranking 2025”, oceniające każdy z gatunków w skali od 0 do 1. Wynik bliższy zeru oznacza korzystny związek z dobrymi wskaźnikami zdrowotnymi, natomiast bliższy jedności – związek niekorzystny. Autorzy badania stworzyli ranking 50 najbardziej „zdrowych” i 50 najbardziej „niezdrowych” gatunków bakterii. Mikrobiom to lustro naszego zdrowia Analiza wykazała, że osoby o prawidłowej masie ciała miały średnio o 5,2 więcej korzystnych gatunków w jelitach niż osoby z otyłością. U osób zdrowych stwierdzano więcej mikroorganizmów korzystnych i mniej niekorzystnych. Oznacza to, że profil mikrobioty silnie koreluje z kondycją metaboliczną i ogólnym stanem zdrowia. Badacze powiązali też zmiany w mikrobiomie z dietą. W dwóch eksperymentach wchodzących w skład obszernego badania, uczestnicy stosowali spersonalizowany program żywieniowy lub przyjmowali mieszankę prebiotyków. W obu grupach doszło do wyraźnego wzrostu liczby korzystnych bakterii oraz spadku udziału niekorzystnych. Gwiazdy zdrowia: które bakterie są najkorzystniejsze? U osób z powyższych eksperymentów najbardziej zwiększały się populacje m.in. Bifidobacterium animalis – bakterii obecnej w produktach mlecznych. Rosły w siłę także niektóre bakterie z rodziny Lachnospiraceae i gatunek Ruminococcus hominis. Te mikroorganizmy wcześniej kojarzono głównie z dietą roślinną. Najsilniejszy związek z dobrymi wskaźnikami zdrowotnymi miały między innymi bakterie z rodzajów Ruminococcus i Clostridium, rodziny Lachnospiraceae i gatunku Faecalibacterium prausnitzii. Nowe gatunki bakterii i dalsze badania Ważnym wynikiem badania jest też odkrycie wielu gatunków dotąd niezidentyfikowanych, które okazały się silnie powiązane ze zdrowiem lub dietą. Ich bliższe poznanie będzie wymagało dalszych badań. Choć badanie wykazuje jedynie korelację i nie pozwala ustalić jednoznacznych zależności przyczynowo-skutkowych, ranking może być podstawą dla kolejnych badań. Autorzy podkreślają potrzebę przebadania kolejnych populacji oraz badań interwencyjnych, które mogłyby potwierdzić, czy manipulowanie mikrobiomem faktycznie może poprawiać stan zdrowia. Źródło: Nature Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Armia wirusów w walce z superbakteriami. Polscy naukowcy na tropie terapii przyszłości
Bakteriofagi mogą stać się realną alternatywą dla antybiotyków. Polscy naukowcy udowadniają, że te wirusy potrafią osłabić nawet najbardziej oporne bakterie, a terapia z ich udziałem może zmienić sposób leczenia ciężkich zakażeń. Szczególnie obiecująco wygląda zwalczanie tzw. biofilmu.
Problem superbakterii, czyli szczepów opornych na większość dostępnych antybiotyków, narasta na całym świecie. WHO wskazuje, że rozwój nowych klas antybiotyków praktycznie się zatrzymał, a większość powstających preparatów to modyfikacje istniejących. Terapie bakteriofagami (wirusami atakującymi bakterie) stają się więc coraz ważniejszą alternatywą. Mogą pomóc także w walce z najtrudniejszymi zakażeniami, na przykład takimi, w których doszło do wytworzenia biofilmu. Dr Bartłomiej Grygorcewicz z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego prowadzi badania nad zastosowaniem bakteriofagów w leczeniu trudnych zakażeń z biofilmem. Oporny biofilm: broń bakterii przed antybiotykami Biofilm to swego rodzaju bariera ochronna, wytwarzana przez bakterie na zainfekowanej powierzchni. To wielowarstwowa struktura mikroorganizmów, wytwarzająca się m.in. na implantach, cewnikach, ranach czy w drogach oddechowych. Są szczególnie odporne na leczenie, gdyż część mikrobów w ich wnętrzu przechodzi w stan uśpienia i pozostaje niewrażliwa na antybiotyki. Zespół dr. Grygorcewicza zbadał biofilmy mieszane, tworzone przez dwa groźne patogeny: gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) i grzyb Candida albicans. Okazało się, że same fagi zwalczają bakterie, lecz nie dają rady usunąć całego biofilmu mieszanego. Ale ich pomoc i tak jest bezcenna w tzw. terapii skojarzonej (fagi plus antybiotyki i leki przeciwgrzybicze). Bakteriofagi pokonują biofilm Polscy naukowcy wykazali, że znaczenie ma także kolejność podawania: w modelu płynnym (zakażeniu rozwijającym się np. we krwi czy limfie) najskuteczniejsze było zastosowanie fagów, potem leku przeciwgrzybiczego, a na końcu antybiotyku. Na biofilmie najlepiej zadziałało jednoczesne podanie wszystkich trzech środków albo połączenie fagów z antybiotykiem przed włączeniem leku przeciwgrzybiczego. Same fagi nie przenoszą leków, ale osłabiają bakterie – naruszają ich strukturę, zwiększając wnikanie leków; bywa też, że antybiotyk ułatwia namnażanie fagów. Z tego właśnie powodu właściwa kolejność jest w tej terapii kluczowa. Gdy fagi podaje się na początku, rozluźniają biofilm i umożliwiają lepsze działanie kolejnych środków. Fagoterapia w Polsce i na świecie Mimo rosnącego zainteresowania nauki, fagoterapia wciąż nie została szeroko wprowadzona. Jest testowana m.in. w Gruzji, Belgii, Australii i USA. W UE brakuje jasnych zasad dotyczących preparatów fagowych. W nielicznych krajach, (m.in. w Belgii), funkcjonuje model „magistral phage”, pozwalający na indywidualne przygotowanie koktajlu fagowego na podstawie próbki od pacjenta. Terapia ta wymaga precyzji i ostrożności, ponieważ każdy fag atakuje tylko określony szczep bakterii. To zarówno zaleta (nie niszczą mikroflory), jak i wada (konieczność personalizacji). W Polsce prowadzi się terapie eksperymentalne, np. w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN. Dr Grygorcewicz, współzałożyciel Polskiego Towarzystwa Badań nad Wirusami Mikroorganizmów, podkreśla potrzebę współpracy między ośrodkami i rozwoju krajowych badań. Jego zdaniem postępy naukowe wymagają pilnego dostosowania przepisów, ponieważ antybiotykooporność staje się jednym z największych globalnych zagrożeń zdrowotnych. Źródło: Nauka w Polsce Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Powraca choroba, która zabijała miliony. Naukowcy ostrzegają: ta bakteria zmienia się błyskawicznie
Dur brzuszny wraca w nowej postaci, odpornej na większość znanych antybiotyków. Naukowcy apelują o skuteczniejsze działania – przede wszystkim szczepienia. Bez nich ta zapomniana choroba może dotrzeć nawet do krajów rozwiniętych.
Dur brzuszny (tyfus) w krajach rozwiniętych postrzegany jest jako choroba historyczna, która współcześnie nie niesie już zagrożenia. Jednak to nieprawda – ta zakaźna choroba pozostaje poważnym globalnym problemem. Badania z 2022 roku wykazały, że sprawca tej choroby, czyli bakteria Salmonella enterica serotyp Typhi (S. typhi), szybko rozwija oporność na wiele antybiotyków. Nowe, groźne szczepy bakterii tyfusu W latach 2014–2019 naukowcy zsekwencjonowali genom szczepów Salmonella enterica w Nepalu, Bangladeszu, Pakistanie i Indiach. Pokazało to dynamiczny wzrost liczby odpornych na leki szczepów XDR (ang. extensively drug-resistant). Niestety, były one odporne nie tylko na klasyczne antybiotyki (ampicylina, chloramfenikol, trimetoprim/sulfametoksazol), lecz także na te nowocześniejsze, np. fluorochinolony czy cefalosporyny trzeciej generacji. Skala zagrożenia – już nie tylko Azja Najbardziej alarmujące jest rozprzestrzenianie się tych szczepów po świecie. Choć większość przypadków duru brzusznego wywołanego szczepami XDR miała miejsce w południowej Azji, to od 1990 roku odnotowano blisko 200 przypadków na całym świecie. M.in. w południowej i wschodniej Afryce, innych częściach Azji, a nawet w Wielkiej Brytanii, USA i Kanadzie. Naukowcy podkreślają, że tempo, w jakim rozprzestrzeniają się szczepy wysoko oporne, wymaga natychmiastowych działań. Pierwszy szczep XDR wykryto w Pakistanie w 2016 roku, a już trzy lata później zdominował on przypadki tyfusu w tym kraju. Mamy coraz mniej skutecznych leków Dotychczas podstawą leczenia były antybiotyki z grup chinolonów, cefalosporyn i makrolidów. Jednak od początku XXI wieku w kilku krajach Azji Południowej aż 85% szczepów Salmonella typhi uzyskało odporność na chinolony. Rośnie też ich odporność na cefalosporyny. Obecnie jedynym skutecznym doustnym lekiem pozostaje azytromycyna, lecz badania wykazują szybkie szerzenie się mutacji dających oporność także na nią. Jeśli te mutacje połączą się ze szczepami XDR, skuteczne doustne leczenie może przestać istnieć. Dur brzuszny jest chorobą potencjalnie śmiertelną – nieleczony zabija nawet 20% chorych. W 2024 roku na świecie odnotowano ponad 13 milionów przypadków. Ograniczanie przyszłych epidemii jest możliwe nie tylko dzięki antybiotykom – także szczepionkom. Ale dostęp do nich jest nadal nierówny. Autorzy badań podkreślają, że szczepienia powinny być szeroko wdrażane w krajach najbardziej narażonych, ale ze względu na globalną mobilność ludzi – także poza nimi. Walka z czasem: czy świat ma plan awaryjny? Plany działań profilaktycznych już są. Szacunki z Indii wskazują, że szczepienia dzieci w samych tylko miastach mogłyby zapobiec nawet 36% wszystkich przypadków i zgonów. Pakistan jako pierwszy wprowadził rutynowe szczepienia przeciw tyfusowi, a kolejne kraje planują podobne programy. WHO dopuściła cztery szczepionki, które stopniowo trafiają do kalendarzy szczepień w regionach najbardziej zagrożonych. Antybiotykooporność jest dziś jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie – powoduje więcej zgonów niż HIV/AIDS czy malaria. W obliczu szybko mutującej bakterii duru brzusznego, eksperci apelują o pilne rozszerzenie programów szczepień i inwestycje w nowe antybiotyki. Czasu na działanie jest coraz mniej. Źródło: Science Alert Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Rdza pomoże odnaleźć życie w kosmosie. Pierwszym przystankiem Mars
Na Ziemi bakterie „pożerają” żelazo, a śladem po nich pozostaje rdza. Naukowcy udowodnili, że minerały powstające w wyniku działania mikroorganizmów mogą przechowywać ich ślady przez miliardy lat – działa to także na innych planetach. Jak efekty metabolizmu żelaza mogą stać się najlepszym sposobem poszukiwania życia na Marsie i lodowych księżycach zewnętrznego Układu Słonecznego?
Koszmar handlarzy samochodów stał się właśnie błogosławieństwem naukowców zajmujących się kosmosem. Rdza, a wraz z nią minerały powstające w wyniku działania mikroorganizmów utleniających żelazo, to trwały ślad świadczący o obecności bakterii. Dzięki najnowszym technologiom i odkryciom naukowcy są coraz bliżej zidentyfikowania takich sygnatur poza Ziemią. Mikroorganizmy utleniające żelazo i ich znaczenie dla astrobiologów Na Ziemi wiele gatunków bakterii potrafi wykorzystywać żelazo jako źródło energii. Mikroorganizmy utleniające żelazo (tzw. bakterie żelazowe) są niezwykle istotne, gdyż ich metabolizm prowadzi do powstawania trwałych minerałów, takich jak hematyt czy goethyt. Tworzą rdzawe struktury o specyficznym kształcie (skręcone włókna, osłonki rurkowate, sieci filamentów). W przeciwieństwie do cząsteczek organicznych, które szybko ulegają degradacji pod wpływem promieniowania i chemicznych procesów utleniających, minerały żelaza są na tyle stabilne, że „przeżywają” ekstremalne warunki. Dzięki temu stanowią wiarygodne oznaki życia sprzed miliardów lat. Dodatkowo ich unikatowe struktury morfologiczne i chemiczne pozwalają na ich jednoznaczną identyfikację – co ma ogromne znaczenie w misjach eksploracyjnych w kosmosie. Jak bakterie żywią się żelazem? Niektóre bakterie potrafią utleniać żelazo (II) lub redukować żelazo (III), wykorzystując je jako źródło energii – odpowiednio tak, jak ludzie używają tlenu. Bakterie utleniające żelazo przekształcają żelazo (II) w żelazo (III), co prowadzi do powstania charakterystycznych, rdzawych osadów. Z kolei mikroorganizmy redukujące żelazo wykorzystują żelazo (III) jako akceptor elektronów, przekształcając je w żelazo (II). Oba te procesy wiążą metabolizm żelaza z cyklem węgla, azotu, a nawet fotosyntezą. Odkrycia minerałów żelaza na Marsie, Księżycu i lodowych księżycach Jowisza Mars, lodowa Europa (księżyc Jowisza) i Enceladus (księżyc Saturna) to trzy główne cele dla przyszłych misji astrobiologicznych. Każde z tych miejsc oferuje warunki sprzyjające aktywności mikroorganizmów metabolizujących żelazo. Mars, dzięki swojej czerwonej powierzchni bogatej w utlenione żelazo i dowodom na obecność płynnej wody w przeszłości, jest idealnym kandydatem do poszukiwań biosygnatur. Jeżeli życie mikrobiologiczne tam istniało, to mogło wykorzystywać żelazo jako źródło energii, a ślady jego ucztowania mogłyby przetrwać do dziś w osadach skalnych. Na Europie i Enceladusie naukowcy spodziewają się obecności podpowierzchniowych oceanów w kontakcie z bogatymi w żelazo skałami dna. Enceladus wyrzuca cząstki lodowe w przestrzeń przez gejzery na biegunie południowym. Planowane misje kosmiczne mogą analizować te próbki pod kątem obecności biosygnatur żelaza. Nie mniej intrygujące są odkrycia na Księżycu, gdzie zaobserwowano obecność hematytu –pomimo braku tlenu w atmosferze. Wstępna hipoteza zakłada, że tlen przenoszony z Ziemi przez wiatr słoneczny umożliwił utlenienie żelaza na jego biegunach, więc w tym kontekście szansa na znalezienie śladów życia jest znikoma. Nowe podejście do badania kosmosu, czyli AI na ratunek Zastosowanie sztucznej inteligencji w astrobiologii pozwala na szybkie i skuteczne rozpoznawanie charakterystycznych form geologicznych mogących zawierać biosygnatury żelaza. Naukowcy uczą algorytmy na podstawie zdjęć i próbek z ekstremalnych środowisk Ziemi. W ten sposób AI identyfikuje kształty i tekstury typowe dla działalności bakterii żelazowych, odróżniając je od śladów procesów niebiologicznych. Stawka jest wysoka. System badań opracowany przez zespół badawczy prowadzony przez Laurę Teneladę-Osorio z Uniwersytetu w Tybindzie w Niemczech może pozwolić nie tylko na potwierdzenie życia poza naszą planetą, ale także udowodnić, że ta sama chemia, która odpowiada za biosferę Ziemi, działa w całym Układzie Słonecznym. Źródło: Earth-Science Reviews Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
HOBI-WAN ma generować białko z powietrza, by nakarmić nim astronautów. Czy to przełom w eksploracji kosmosu?
Jak astronauci przetrwają długotrwałe misje na Księżycu lub Marsie bez dostaw z Ziemi? To pytanie nurtuje ekspertów od lat. Trudno wyobrazić sobie, by załoganci byli w stanie zabrać ze sobą zapasy na wiele lat podróży, a z drugiej strony rozwój kosmicznej botaniki nie zapewnia jeszcze odpowiedniego wsparcia. Eksperci ESA uruchomili pilotażowy program pozyskiwania pożywienia z powietrza.
HOBI-WAN (Hydrogen Oxidizing Bacteria In Weightlessness As a source of Nutrition – bakterie utleniające wodór w stanie nieważkości jako źródło pożywienia) to wspólny projekt jednej z kluczowych europejskich firm z branży kosmicznej OHB System AG oraz fińskiego przedsiębiorstwa Solar Foods. Celem kooperacji jest zapewnienie zróżnicowanego, energetycznego źródła pożywienia dla astronautów odległych misji załogowych. Bo chociaż pilotażowa część projektu będzie prowadzona całkiem blisko, bo na znajdującej się około 400 kilometrów nad Ziemią Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), to docelowo ma służyć astronautom eksplorującym Księżyc, Marsa, a w przyszłości też dalsze obszary Układu Słonecznego. Tortilla za 135 dolarów Konieczność wytwarzania własnego pożywienia jest widoczna już na przykładzie działającej od ćwierćwiecza Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Załoganci polegają na zaopatrzeniu z Ziemi. Jeśli przyjąć, że obecnie koszt wyniesienia jednego kilograma na niską orbitę ziemską to ponad 2,7 tysiąca dolarów, to każdy placek tortilli, używanych przez astronautów zamiast chleba, kosztuje 135 dolarów. Zaopatrzenie w bardziej oddalonych miejscach będzie jeszcze kosztowniejsze i jeszcze mniej praktyczne. Musimy nauczyć się pozyskiwać pożywienie na miejscu. I wygląda na to, że pomocne w tym mogą być bakterie. Według założeń HOBI-WAN, może się to udać dzięki technologii fermentacji gazowej opracowanej przez Solar Foods. Na potrzeby testów na ISS ma ona zostać przekształcona w kompaktowy, autonomiczny system działający niezawodnie w przestrzeni kosmicznej. Specjalne kartridże muszą wprowadzać gazy bez wycieku płynów – co jest kluczowe ze względu na wybuchowy charakter mieszanin wodoru i tlenu. W module eksperymentalnym znajdą się trzy oddzielne eksperymenty, z których próbki będą pobierane przez astronautów. Wynikiem eksperymentu powinien być bogaty w białko proszek. Wysokobiałkowy proszek Pierwsza faza projektu ma trwać osiem miesięcy i koncentrować się na opracowaniu naziemnego modelu naukowego technologii produkcji Solein. Jest to białkowy proszek, którego produkcja nie wymaga ani ziemi uprawnej, ani światła słonecznego – powstaje w wyniku fermentacji przez bakterie Xanthobacter. Kolejna faza zakłada budowę, testowanie i przygotowanie do wystrzelenia właściwego urządzenia. Ten demonstrator technologii ma zawierać bioreaktor z roztworem odżywczym i kulturą bakterii. Ma być zasilany wodorem, tlenem i dwutlenkiem węgla pochodzącymi ze zbiorników magazynowych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/finska-firma-stawia-fabryke-w-ktorej-bedzie-produkowac-zielona-zywnosc-z-dwutlenku-wegla-jak-to-dziala-fot-solar-foods-0f6d338.jpg" width="1725" height="970" alt="Fińska firma stawia fabrykę, w której będzie produkować zieloną żywność z dwutlenku węgla. Jak to działa? (fot. Solar Foods)" title="Fińska firma stawia fabrykę, w której będzie produkować zieloną żywność z dwutlenku węgla. Jak to działa? (fot. Solar Foods)" /> W przyszłości proces ten może zostać rozszerzony i zintegrowany z systemami podtrzymywania życia w habitatacie kosmicznym, wykorzystującymi wodór, tlen i CO₂ produkowane przez załogę. Jednocześnie mogłoby to zwiększyć efektywność recyklingu na misjach kosmicznych. W przeciwieństwie do warunków ziemskich, gdzie źródłem azotu jest niewielka ilość amoniaku, w przestrzeni kosmicznej rolę tę pełniłby mocznik, wykorzystywany do syntezy białek. Na Marsa i dalej – Aby ludzie mogli realizować długotrwałe misje na Księżycu, a w przyszłości także na Marsie, potrzebne są innowacyjne i zrównoważone rozwiązania umożliwiające przetrwanie przy ograniczonych zasobach. Dzięki temu projektowi ESA rozwija kluczową technologię dla przyszłości eksploracji kosmosu – mówi Angelique Van Ombergen, główna badaczka ds. eksploracji ESA. Natomiast Jürgen Kempf, kierownik projektu HOBI-WAN w OHB dodaje, że misja wykracza daleko poza testowanie nowego źródła białka. – Badamy, jak w sposób zrównoważony podtrzymywać życie ludzkie w przestrzeni kosmicznej. Wiedza zdobyta w tym projekcie może również pomóc w rozwiązaniu globalnych problemów na Ziemi – takich jak niedobór zasobów czy bezpieczeństwo żywnościowe. Jesteśmy dumni, że możemy wnieść naszą wiedzę do projektu łączącego innowacje kosmiczne ze zrównoważonym rozwojem planety – podkreśla. Projekt HOBI-Wan prowadzony jest w ramach szeroko zakrojonego programu Terrae Novae Exploration Programme. Obejmuje on wszystkie misje ESA w zakresie eksploracji niskiej orbity okołoziemskiej, Księżyca i Marsa, integrując je w jeden spójny program. Źródło: ESA Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Nieznane bakterie odkryte w halach NASA. Czy poleciały „na gapę” na Marsa?
Bakteria odkryta w clean roomach NASA przetrwała najbardziej zaawansowane metody sterylizacji. Naukowcy właśnie ujawnili, jak jej się to udało i dlaczego może to być problem nie tylko dla misji kosmicznych, ale i na Ziemi.
Spis treści: Nieznane bakterie w halach NASA Zabójcze clean roomy Jak bakterie oszukują naukowców? Historia odkrycia „niewidzialnej” bakterii Czy wysłaliśmy mikroby na Marsa? Jak walczyć ze sprytnymi mikrobami? Aby zbudować statek kosmiczny, potrzeba sterylnie czystej strefy montażowej. To kluczowe, jeśli mamy zamiar szukać śladów życia pozaziemskiego. Nikt nie chciałby pomylić ziemskiego „pasażera na gapę” z pierwszym dowodem na istnienie obcych. Sterylność jest równia ważna dla zdrowia astronautów. Nieznane bakterie w halach NASA Dlatego załogowe i bezzałogowe statki kosmiczne powstają w tzw. clean roomach – najbardziej sterylnych środowiskach na Ziemi. Dekadę temu pewna bakteria zaskoczyła naukowców. Przetrwała w dwóch clean roomach, oddalonych od siebie o tysiące mil. Był to gatunek Tersicoccus phoenicis. Choć okazał się nieszkodliwy, wzbudził niepokój. Najwyraźniej był gościem w clean roomach na długo przed swoim odkryciem. Jak zdołał uniknąć wykrycia i przetrwać rygorystyczne protokoły sterylizacji? W niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Microbiology Spectrum” naukowcy wreszcie rozszyfrowali jego sekret. Okazuje się, że T. phoenicis potrafi wejść w stan głębokiej hibernacji, który uniemożliwia naukowcom wykrycie jej obecności. – Ona nie jest martwa. Ona tylko udawała martwą – mówi Madhan Tirumalai, mikrobiolog z Uniwersytetu w Houston (USA) i współautor badania. Od czasu wykrycia T. phoenicis, w clean roomach agencji kosmicznych stwierdzono kolejne tajemnicze drobnoustroje. – Cała masa z nich może być problematyczna – mówi William Widger, biolog i biochemik z Uniwersytetu w Houston, współautor pracy. Zabójcze clean roomy Wiele statków kosmicznych nie musi być sterylnych, np. teleskop do badania odległych planet czy poszukiwania planetoid powstaje w halach, gdzie inżynierowie noszą kombinezony („bunny suits”). Jeden zabłąkany pyłek czy kilka bakterii nie zniweczy takich misji. Jeśli jednak chcemy zbudować łazik, który ma szukać pozaziemskich mikrobów, clean room musi być idealnie sterylny. Astronauci również nie powinni latać w kosmos z bakteriami, grzybami czy wirusami. Są na to różne sposoby: filtry powietrza nieustannie wychwytują brud i kurz, a nieco wyższe ciśnienie sprawia, że powietrze zawsze wypływa na zewnątrz, a nie napływa do środka clean roomu. Do sterylizacji używa się: płynów biobójczych, promieniowania UV, promieniowania radioaktywnego i toksycznych gazów. Długie okresy podgrzewania do temperatury powyżej 100 st. Celsjusza usuwają mikroskopijne siedliska wilgoci. Mimo tych wysiłków, część mikrobów wciąż potrafi uniknąć śmierci. Jak bakterie oszukują naukowców? Środowisko clean roomów może wręcz zachęcać mikroby do wykształcania nowych sposobów przetrwania. Dlatego agencje kosmiczne regularnie to monitorują, umieszczając próbki w pożywkach, by sprawdzić, czy jakiekolwiek organizmy zaczną się namnażać. Próbki sprawdza się też pod kątem nieaktywnych lub martwych mikroorganizmów. W ostatnich latach w halach NASA i ESA znaleziono setki gatunków bakterii, w tym wiele wcześniej nieznanych nauce. Tylko w tym roku naukowcy zidentyfikowali 26 nowych bakterii. Mikroby znaleziono nawet na zewnętrznej powierzchni Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, wystawione na ekstremalne środowisko kosmosu. Niektóre bakterie przetrwały żywiąc się środkami, które miały je niszczyć. Inne wytwarzają przetrwalniki – twarde struktury działające jak pancerze. W formie przetrwalników bakterie mogą trwać przez miliony lat, dopóki nie znajdą odpowiednich warunków do przebudzenia. Ale niektóre „uśpione” bakterie pozostają nieaktywne nawet po podaniu im pożywki. Taki wariant uśpienia sprawia, że pozostają niewykryte – nie namnażają się w szalkach Petriego. A to poważny problem. T. phoenicis należy właśnie do tej kategorii. Historia odkrycia „niewidzialnej” bakterii W 2007 roku inżynierowie przygotowujący lądownik Mars Phoenix pobrali próbki z podłogi sali montażowej w Centrum Kosmicznym Kennedy’ego na Florydzie. Dzięki tym wymazom wykryli T. phoenicis. Nie tylko w ośrodku Kennedy’ego – także w clean roomie Europejskiej Agencji Kosmicznej w Gujanie Francuskiej, oddalonym o tysiące kilometrów. Był to pierwszy taki przypadek. Naukowcy najpierw zbadali genom bakterii w poszukiwaniu wskazówek, jak przeżyła procedury sterylizacji. Odkryli, że posiada gen kodujący tzw. białko Rpf, odpowiedzialne za „wybudzanie” drobnoustrojów z uśpienia. Ale samo posiadanie tego genu nie znaczy, że bakteria z niego korzysta. Aby to sprawdzić, naukowcy pozbawili T. phoenicis wszelkich składników odżywczych i odwodnili ją aż do wysuszenia. Błyskawicznie weszła w stan uśpienia. W wielu przypadkach bakterie nie wychodziły z uśpienia i nie odrastały po podaniu pożywki. Czasem komórki w końcu rosły w pożywkach, ale zajmowało to kilka dni. Wszystko zmieniało się w obecności białka Rpf – bakterie budziły się. Rpf wydziela wiele bakterii, w tym jeden powszechny gatunek żyjący na ludzkiej skórze. Ponieważ Rpf jest tak wszechobecny, każda T. phoenicis przyczepiona do superczystego statku kosmicznego nie miałaby problemu z przebudzeniem się i ucztowaniem po długim okresie uśpienia. Czy wysłaliśmy mikroby na Marsa? Czy uśpienie pozwoliłoby przetrwać T. phoenicis w kosmosie? To możliwe, choć mało prawdopodobne. Lądownik Phoenix już dawno opuścił Ziemię, by szukać śladów dawnej wody i związków organicznych na Marsie. Szanse bakterii na przetrwanie na powierzchni Czerwonej Planety są mniejsze niż w kosmosie i clean roomach. T. Phoenicis to ostrzeżenie nie tylko dla sektora kosmicznego, ale dla wszelkich clean roomów – od laboratoriów rolniczych i związanych z produkcją żywności, po zakłady farmaceutyczne i szpitale. – Uśpienie ma konsekwencje nie tylko dla kosmosu, ale też dla ludzi tu, na Ziemi – mówi Tirumalai. Bakterie chorobotwórcze zdolne wejść w tryb uśpienia, mogłyby narobić ogromnych szkód. Na razie naukowcy ich nie wykryli – ale przecież one słyną właśnie z niewykrywalności! Jak walczyć ze sprytnymi mikrobami? Badanie wskazuje na konieczność częstszego testowania pod kątem śladów zamaskowanych mikrobów. Innym, bardziej przewrotnym sposobem namierzenia podstępnych bakterii jest niedopuszczenie, by w ogóle zasnęły. Białko Rpf wybudza T. phoenicis, co pozwala ją wykryć i łatwo zabić. Trzeba teraz odkryć „klucze” do wybudzania kolejnych gatunków bakterii. Krótkie loty w kosmos raczej nie są zagrożone; w końcu astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nie zapadali dotąd na poważne choroby zakaźne. Podczas długotrwałych misji załogowych na Księżyc lub Marsa astronauci przejdą długie okresy kwarantanny. To pozwoli wykryć wszelkie ukryte choroby zakaźne. Nie oznacza to jednak, że w samych statkach nie będą na nich czekać poukrywane mikroby. Uśpienie to też nie jedyny sposób, w jaki mikroorganizmy mogą unikać wykrycia. Naukowcy niedawno poddali niektóre bakterie warunkom podobnym do marsjańskich i odkryli, że zmienia to ich kształty i zachowania. Wykazano również, że podróże kosmiczne potrafią zdezorientować układ odpornościowy astronautów. A połączenie tych dwóch zjawisk może być bardzo groźne. Każdy, kto liczy na trwałą ludzką obecność na Księżycu czy Marsie, powinien liczyć się z bakteriami. Pozaziemska baza będzie potrzebowała jedzenia – A jeśli przywieziesz rośliny, przywieziesz całą masę mikrobów – mówą naukowcy. Oby były to te „przyjazne”. Źródło: National Geographic
Mikroby w kosmosie – czy bakterie z ludzkiego ciała przetrwają przeciążenie 30 g?
Ludzkość wysłała w kosmos mnóstwo bakterii. Mikroby znajdują się na rakietach, sondach kosmicznych, lądownikach i łazikach. Ale po raz pierwszy wysłaliśmy je celowo, by sprawdzić, czy szczepy niezbędne dla człowieka poradzą sobie w ekstremalnym środowisku.
Historia załogowych lotów kosmicznych rozpoczęła się 9 czerwca 1946 roku, gdy zdobyta przez Amerykanów w hitlerowskich Niemczech rakieta V-2 wyniosła poza umowną granicę kosmosu pierwszy żywy organizm. Tym żywym organizmem, a raczej całą chmarą, były muszki owocówki. Zasobnika nie udało się odzyskać, ale rok później powtórzono test. Okazało się, że muszki po podróży w kosmos mają się świetnie, a przeciążenia nie wywołały u nich żadnych znaczących zmian. Kosmiczny zwierzyniec Potem wysyłano w kosmos różnorodne zwierzęta: pająki, myszy, makaki, szympansy, psy, a nawet kota i żółwie. Oczywiście w międzyczasie wysłano też człowieka. Jednak na tym nie skończyło się badanie żywych organizmów, szczególnie tych najdrobniejszych. W 1960 roku Związek Radziecki wysłał na orbitę satelitę z bakteriami E.coli, Staphylococcus i Enterobacter/Aerobacter aerogenes. W 1992 roku wahadłowce pozwoliły na zbadanie pełnego cyklu rozwoju nicieni. 15 lat później w kosmos poleciały niesporczaki, a w ostatnich latach drożdże i archeony. A w 2022 roku australijscy badacze z Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) wysłali w kosmos spory bakterii Bacillus subtilis – mikroorganizmu wspierającego układ odpornościowy, zdrowie jelit oraz krążenie krwi. Wyniki długotrwałych analiz tego eksperymentu zostały właśnie opublikowane na łamach „Microgravity”. Co badano w najnowszym eksperymencie? Celem eksperymentu było sprawdzenie, jak bakterie poradzą sobie w warunkach startu, mikrograwitacji oraz ponownego wejścia w atmosferę. Jest to szczególnie ważne, ponieważ bakterie takie, jak B. subtilis, mogą okazać się niezbędne do długotrwałego podtrzymywania życia poza Ziemią, np. w przyszłych koloniach na Marsie. Dlaczego? Bo w naszych ciałach jest porównywalna liczba komórek ludzkich i tych bakteryjnych. Bez wielu z nich po prostu nie jesteśmy w stanie sprawnie funkcjonować, o czym przekonał się każdy, kto długo przyjmował antybiotyki. Bakterie niczym kierowcy Formuły 1 Australijscy badacze zapakowali szczepy B. subtilis do specjalnego pojemnika, który został zainstalowany na rakiecie. W trakcie startu bakterie były narażone na przeciążenia sięgające 13 g, sześciominutowy stan nieważkości na wysokości około 260 km oraz przeciążenia do 30 g przy ponownym wejściu w atmosferę, gdy rakieta obracała się z prędkością około 220 obrotów na sekundę. Dla porównania: kierowca Formuły 1 w szczycie zakrętu musi zmierzyć się z przeciążeniem 5 g, a na pilota myśliwca chwilami działa nawet 9 g. Innymi słowy 13 g, na jakie narażone były bakterie, to naprawdę dużo. Nie wspominając o 30 g, czyli przeciążeniu, przy którym wyłącza się elektronika, a ważący 70 kg na Ziemi człowiek zwiększa swój ciężar pozorny do dwóch ton… Co wykazał eksperyment? Mimo to po odzyskaniu próbek naukowcy stwierdzili, że struktura spor nie uległa uszkodzeniu, a bakterie rosły tak samo jak na Ziemi. – Nasze badania pokazały, że ten ważny dla ludzkiego zdrowia typ bakterii potrafi wytrzymać gwałtowne zmiany grawitacji, przyspieszenie i hamowanie – powiedziała profesor Elena Ivanova z RMIT, współautorka badania. – Poszerza to nasze zrozumienie wpływu lotów kosmicznych na mikroorganizmy zamieszkujące nasze ciała. Dzięki temu możemy projektować lepsze systemy podtrzymywania życia dla astronautów w czasie długich misji – kwituje badaczka. Niezawodne latające bakterie To pierwsze badanie, w którym mikroorganizmy faktycznie sprawdzono podczas lotu kosmicznego, a nie w symulacji laboratoryjnej. Wyniki mogą pomóc w opracowaniu niezawodnych systemów podtrzymywania życia – obejmujących recykling odpadów, produkcję żywności i uprawę roślin – podczas długoterminowych misji. Wcześniej mikroby badano na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), gdzie spory przetrwały miesiące w próżni i pod wpływem promieniowania. Jednak ten eksperyment był pierwszym, który uwzględnił pełen cykl stresów rakietowych – od startu po lądowanie. Choć spory B. subtilis są wyjątkowo odporne, badanie stanowi punkt odniesienia dla testowania innych mikroorganizmów, bardziej bezpośrednio powiązanych z ludzkim zdrowiem i rolnictwem. – Nasze odkrycia mogą pomóc w opracowaniu skuteczniejszych misji poszukujących życia, umożliwiając identyfikację i badanie mikroorganizmów zdolnych do przetrwania w środowiskach, które dotychczas uważano za niegościnne — podsumowuje badaczka. Źródło: Nature Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Naukowcy budzą mikroby uwięzione pod lodem. „W żadnym wypadku nie są martwe”
To nie scenariusz filmu sci-fi, a rzeczywistość. Naukowcy naprawdę budzą do życia starożytne organizmy, które od 40 000 lat uwięzione były w lodzie. Wykorzystali zamarznięte cmentarzysko, na którym szczątki bakterii, zwierząt i roślin utknęły w czasie.
Geolodzy i biolodzy z Uniwersytetu Kolorado w Boulder wskrzesili do życia starożytne mikroby, które utknęły w lodzie około 40 000 lat temu. Niegdyś spokojnie śpiące organizmy wydobyli z wiecznej zmarzliny, czyli mieszanki gleby, lodu i skał, która pokrywa niemal jedną czwartą lądu na półkuli północnej. Niegdyś, bo wróciły do życia. Życie wydobyte z lodu Naukowcy odkryli, że chociaż mikroby po rozmrożeniu z wiecznej zmarzliny potrzebują odrobiny czasu, to po kilku miesiącach zaczynają tworzyć kwitnące kolonie. Swoje odkrycie opublikowali w czasopiśmie „Journal of Geophysical Research: Biogeosciences”. – To w żadnym wypadku nie są martwe próbki – mówi Tristan Caro, były student geologii i główny autor badania. Opisuje, że są w stanie wrócić do sprawności i stworzyć bujne środowisko, które rozkłada materię organiczną i uwalnia jej składniki w postaci dwutlenku węgla. Uwolnione mikroby mogą niszczyć planetę Cud życia to jedno, ale badacze przejmują się czymś innym – uwolnione spod lodu mikroby zaczną uwalniać do atmosfery tony dwutlenku węgla i metanu, dwóch silnych gazów cieplarnianych. Obawiają się, jak rozmrożenie zamarzniętej ziemi, w której zmagazynowane są tony węgla, wpłynie na ekologię tych regionów i tempo zmian klimatycznych. Jak naukowcy tego dokonali? Żeby sprawdzić, czy mikroby rozmrożone z wiecznej zmarzliny mogą wrócić do życia, naukowcy udali się do wyjątkowego tunelu Permafrost Tunnel, należącego do Korpusu Inżynieryjnego Armii Stanów Zjednoczonych. To placówka w centrum Alaski, pozwalająca zejść 107 metrów w głąb zamarzniętego gruntu. W środku można zobaczyć wystające z lodu kości starożytnych bizonów i mamutów, ale nie na tym zależało badaczom. Pobrali próbki wiecznej zmarzliny sprzed dziesiątek tysięcy lat ze ścian tunelu a następnie poddali je inkubacji w wodzie o temperaturach około 4 i 12 stopni Celsjusza. Może się to wydawać mało, ale dla Arktyki to wrzątek. Nie była to zwykła woda: wykorzystali tzw. ciężką wodę, złożoną z ciężkich atomów izotopu wodoru (deuteru). To pozwoliło dokładnie śledzić, jak mikroby wracały do życia. Wskrzeszenie starożytnych organizmów W pierwszych miesiącach inkubacji kolonie rosły niezwykle powoli – jakby nie mogąc obudzić się ze snu. Dla porównania, w warunkach laboratoryjnych większość bakterii może całkowicie odrodzić się w ciągu kilku godzin. Nie dawało to więc owocnych rezultatów. Wszystko zmieniło się po pół roku. Nastąpiło nagłe przebudzenie, a niektóre kolonie bakterii wytworzyły nawet lepkie struktury, które można było zobaczyć gołym okiem. Zdawały się budzić znacznie szybciej w wyższych temperaturach. Oznacza to, że w rzeczywistych warunkach po fali upałów może minąć kilka miesięcy, nim mikroby spod wiecznej zmarzliny zaczną emitować do powietrza duże ilości gazów cieplarnianych. A my możemy to przegapić. Mimo tego, że badane bakterie prawdopodobnie nie mogłyby zarażać ludzi, zespół naukowców trzymał je w szczelnych komorach. Też jesteśmy zdania, że lepiej dmuchać na zimne. Źródło: JGR Biogeosciences Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Sen pod lupą naukowców. Jelita mają w tej historii zaskakującą rolę
Sen jest jednym z najbardziej zagadkowych procesów biologicznych ciała. Z najnowszych badań naukowców wynika, że za tę formę wypoczynku odpowiada nie tylko mózg, ale też mikroorganizmy rozmnażające się w naszych jelitach.
Zdrowy sen jest kluczową sprawą dla zachowania naszego zdrowia. Naukowcy zalecają 7–8 godzin nieprzerwanego snu. W dzisiejszych czasach dla wielu osób stało się to nieosiągalnym luksusem. Co powoduje, że śpimy? Otóż okazuje się, że odpowiedź może leżeć nie tylko w naszych mózgach, ale także w ich złożonej interakcji z mikroorganizmami pochodzącymi z naszych jelit. Usypiające jelita Badacze z Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie (USA) skupili się na cząsteczkach zwanych peptydoglikanami (PG). Są to fragmenty ścian komórkowych bakterii, które dostają się do organizmu z jelit. Już w latach 80. odkryto, że te cząsteczki wpływają na chęć snu. Z najnowszych badań opublikowanych na łamach „Frontiers in Neuroscience” wynika, że poziomy „usypiających sygnałów” z PG w mózgu: Są zależne od pory dnia (wzrastają i opadają wraz z cyklem snu i czuwania). Różnią się w zależności od miejsca w mózgu. Gwałtownie zmieniają się w czasie snu. W dużym uproszczeniu oznacza to, że bakterie (mikrobiom) wysyłają wiadomości do mózgu, informując go, kiedy należy położyć się do łóżka. Co ciekawe, takie wnioski wyciągnięto na podstawie analiz próbek pobranych z mózgów… myszy. Mikrobom to kontroler organizmu Wnioski amerykańskich badaczy każą sądzić, że bakterie są aktywnymi współregulatorami jednej z najważniejszych funkcji życiowych, jaką z pewnością jest sen. – To dodało nowy wymiar do tego, co już wiemy – powiedziała Erika English, doktorantka na Uniwersytecie Stanowym w Waszyngtonie, która jest też współautorką artykułu. Taki wniosek poszerza naszą wiedzę na temat jelitowego mikrobiomu. Jest bowiem coraz więcej dowodów na to, że bakterie te odgrywają ważną rolę w procesach poznawczych, apetycie, popędzie seksualnym i innych aktywnościach. Ten pogląd wywraca do góry nogami tradycyjne modele poznawcze, w których mózg stał w centrum. Dwie teorie snu połączone w jedną Do tej pory wśród badaczy snu popularne są dwie koncepcje na jego temat. Jedna z nich zakłada, że ​​sen jest regulowany przez mózg i układy neurologiczne. Druga koncentruje się na „śnie lokalnym” – ma być to wynik akumulacji stanów przypominających sen w małych sieciach komórkowych w całym ciele. Nowa hipoteza łączy te teorie, sugerując, że sen jest wynikiem interakcji między ciałem a zamieszkującymi je mikroorganizmami – dwoma autonomicznymi systemami, które oddziałują i zachodzą na siebie. – Sen to tak naprawdę proces. Zachodzi z różną prędkością na różnych poziomach organizacji komórkowej i tkankowej. Powstaje dzięki rozległej koordynacji – opisuje Erika English. W jej ocenie nadeszła pora, aby zacząć poszerzać naszą wiedzę na temat tego, jak „komunikujemy się z naszymi drobnoustrojami i jak nasze drobnoustroje komunikują się z nami”. Źródło: Frontiers in Neuroscience Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Naukowcy wykryli gigantyczne DNA w ustach. Jest obecne u większości z nas
Olbrzymie elementy DNA, które znajdują się u większości ludzi, wykryli badacze z Japonii i Indonezji. Do tej pory nikt o nich nie wiedział. A odgrywają kluczową rolę – na przykład pomagają „dobrym” bakteriom, które są naturalnym elementem mikrobiomu jamy ustnej.
Najnowsze badanie opublikowane na łamach „Nature Communications” to dowód na to, że nie tylko morskie głębiny i kosmos nadal są dla nas wielkimi zagadkami. Również współczesną medycynę ciągle mogą czekać rewolucyjne odkrycia. To, dotyczące DNA w ustach, jest jednym z nich. Zagadkowy mikrobiom Ludzie funkcjonują nie tylko dzięki złożonym organom, ale też w wyniku działania mikrobiomu. Tworzą go bakterie, wirusy i grzyby, które zamieszkują ludzki organizm i jego powierzchnię. W ostatnich latach naukowcy przyglądają się mikrobiomowi w różnych częściach ludzkiego organizmu. Częściowo zainspirowani niedawnymi odkryciami „obcego” DNA w mikrobiomie gleby, Yuya Kiguchi, współuczestnik projektu badawczego i jego zespół zwrócili uwagę na duży zbiór próbek śliny zebranych przez laboratorium Yutaka Suzuki z Graduate School of Frontier Sciences na Uniwersytecie Tokijskim. Postanowili się mu przyjrzeć. W ustach odkryto gigantyczne DNA Na potrzeby najnowszych badań przeanalizowano skład śliny blisko 500 osób. Okazało się, że w 74% próbek znajdował się nieznany do tej pory materiał genetyczny. Określono go jako inocles. Jak określili to sami naukowcy, są to gigantyczne elementy DNA, które dotychczas umykały wykryciu. Wykrycie inocles nie było łatwe, ponieważ konwencjonalne metody sekwencjonowania fragmentują dane genetyczne, uniemożliwiając rekonstrukcję dużych elementów. Kluczowy przełom nastąpił po zastosowaniu metody o nazwie preNuc, która pozwala na selektywne usuwanie ludzkiego DNA z próbek śliny. Okazało się, że gospodarzem dla inocles jest głównie bakteria Streptococcus salivariu. – Wiemy, że w mikrobiomie jamy ustnej występuje dużo różnych rodzajów bakterii, ale wiele z ich funkcji i sposobów ich powstawania pozostaje nadal nieznanych – mówi Kiguchi. Jak wyjaśnia, inocles to przykład DNA pozachromosomowego – fragmentów DNA, które występują w komórkach, w tym przypadku bakteriach, ale poza ich głównym DNA. Jak to sobie wyobrazić? – To tak, jakbyśmy znaleźli książkę z dodatkowymi przypisami, które dopiero zaczynamy czytać, aby dowiedzieć się, do czego służą – wyjaśnia obrazowo badacz. Te przypisy to właśnie inocles. Standardowe pozachromosomowe elementy DNA, takie jak plazmidy, zawierają zazwyczaj najwyżej kilkadziesiąt tysięcy „liter” kodu genetycznego. Z kolei inocles mają ich średnio 350–395 tysięcy, zatem są gigantami. Rola inocles w ludzkim organizmie Inocles mogą odgrywać ważną rolę w zapewnieniu ludziom zdrowia. Badacze wskazali kilka funkcji „gigantycznego DNA”: zwiększanie zdolności adaptacyjnych bakterii gospodarza: inocles zawierają geny, które pomagają bakteriom, głównie Streptococcus salivarius, przetrwać w trudnym środowisku jamy ustnej; budowanie odporności na stres oksydacyjny i środowiskowy: chronią bakterie przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym; naprawa uszkodzeń DNA: posiadają geny związane z naprawą DNA. Innym ważnym ustaleniem jest to, że inocles mogą być potencjalnym biomarkerem dla niektórych nowotworów. Analizując ślinę być może będzie można dokonać diagnostyki pod kątem wykrycia raka głowy i szyi (HNC) oraz raka jelita grubego (CRC). W skrócie: pacjenci bez lub z niewielką liczbą inocles mogą cierpieć na te choroby. Źródło: Nature Communications Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
DNA bakterii sprzed miliona lat wyizolowano ze szczątków mamuta. To dentystyczna zagadka
Czy mamuty też cierpiały z powodu bólu zębów? Naukowcy twierdzą, że to możliwe – w szczątkach mamutów zidentyfikowano jedne z najstarszych na świecie i bliskich współczesnym drobnoustrojów, które mogły wywoływać choroby jamy ustnej – i nie tylko – u tych wielkich ssaków.
Szwedzcy naukowcy odkryli w skamieniałych zębach mamutów DNA bakterii, które odpowiedzialne były za ich choroby. To jedne z najstarszych pozostałości drobnoustrojów, jakie udało się kiedykolwiek odnaleźć. Co udało się dzięki nim ustalić? Mamucia próchnica Badacze z Centrum Paleogenetyki, będącego efektem współpracy Uniwersytetu Sztokholmskiego i Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej, przeprowadzili bardzo interesujące badanie na pograniczu archeologii i… stomatologii. Przeanalizowali 483 skamieniałości mamutów – niektóre z nich liczyły sobie ponad milion lat. Skupili się głównie na ich zębach, wykorzystując zaawansowane techniki bioinformatyczne. Dzięki temu udało im się wskazać mikroorganizmy współistniejące z wielkimi ssakami i odróżnić je od tych, które zasiedliły szczątki po śmierci. Wcześniej było to niezwykle trudne. – Wyobraź sobie, że trzymasz w ręku liczący milion lat ząb mamuta. A co, gdybym powiedział ci, że wciąż nosi ślady starożytnych mikrobów, które żyły razem z nim? Nasze wyniki przesuwają badania DNA drobnoustrojów o milion lat wstecz, otwierając nowe możliwości eksploracji tego, jak mikroby związane z żywicielami ewoluowały razem z nimi – mówi Banjamin Guinet z Centrum Paleogenetyki, główny autor badania. Niezwykłe znalezisko w zębach mamutów Naukowców udało się wyróżnić sześć osobnych grup drobnoustrojów stale związanych z mamutami. Były to bakterie spokrewnione m.in. z Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus i Erysipelothrix. Wiele z nich mogło bezpośrednio szkodzić mamutom. Inne, współczesne bakterie spokrewnione z Pasteurella odpowiedzialne są np. z śmiertelne epidemie słoni, które są najbliższymi żyjącymi krewnymi mamutów. Ból zębów mógł być więc najmniejszym wymiarem kary. – Daje nam to wgląd w to, jak mikroorganizmy wpływały na adaptację, choroby i wymieranie w ekosystemach plejstoceńskich – przekazuje Tom van der Valk, badacz z Centrum Paleogenetyki. DNA bakterii wrotami do kolejnych badań – Otwiera to nowy rozdział w zrozumieniu biologii wymarłych gatunków. Możemy teraz nie tylko badać genomy samych mamutów, ale także mikroorganizmów, które w nich żyły – cieszy się Love Dalén, profesor genomiki ewolucyjnej. To bezprecedensowy wgląd w mikrobiomy wymarłej megafauny. Już wstępne badania sugerują, że niektóre linie drobnoustrojów towarzyszyły mamutom przez setki tysięcy lat – od ponad miliona lat temu aż do wyginięcia ostatniej, izolowanej populacji mamutów na arktycznej Wyspie Wrangla. Dzięki badaniom naukowców możemy dowiedzieć się więcej nie tylko o losach samych wielkich ssaków, ale całej plejstoceńskiej fauny. Źródło: Centre for Palaeogentics, phys.org, Cell Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Alarmujące wyniki badań: walizki są brudniejsze niż publiczne toalety. „To magnesy na zarazki”
Z pozoru zwykły bagaż może okazać się prawdziwym magazynem drobnoustrojów. Wyniki najnowszych analiz ujawniają, jak wiele zanieczyszczeń przenosimy, często nawet nie zdając sobie z tego sprawy.
Spis treści: Jak brudne są nasze bagaże? Wyniki badania zaskakują Najbardziej zanieczyszczone części walizki według naukowców Jak chronić się przed zarazkami na bagażu? Po pandemii coraz więcej osób zwraca uwagę na higienę – częściej myją ręce w podróży i korzystają z płynów do dezynfekcji. Najnowsze badania ujawniają jednak, że największe skupiska bakterii znajdują się tam, gdzie najmniej się ich spodziewamy. Mikrobiolożka Amy-May Pointer pobrała próbki z różnych twardych i miękkich walizek na zatłoczonym dworcu kolejowym przy londyńskim lotnisku. Wyniki jej analizy mogą zaskoczyć. Jak brudne są nasze bagaże? Wyniki badania zaskakują Niedawno firma InsureandGo postanowiła sprawdzić, jak wiele bakterii gromadzi się na naszych walizkach. W tym celu nawiązała współpracę z mikrobiolożką Amy-May Pointer, która przeprowadziła specjalistyczną analizę. Jej celem było zbadanie, jak bardzo brudne są bagaże i które ich elementy są najbardziej narażone na kontakt z zarazkami. Ekspertka pobrała wymazy z kluczowych zewnętrznych części każdej walizki, aby zbadać, ile zanieczyszczeń możemy nieświadomie przenieść na hotelowe łóżka czy do szaf podczas rozpakowywania. Dla porównania Pointer pobrała również próbki z powierzchni publicznych toalet, m.in. z deski sedesowej i przycisku spłuczki. Wyniki były zdumiewające. Okazało się, że bagaże gromadzą niemal 58 razy więcej bakterii niż deska sedesowa w publicznej toalecie. – Walizki, a szczególnie ich kółka i spody, działają jak magnes na zarazki, przewyższając pod tym względem nawet toaletę. Na szczęście stosowanie podstawowych zasad higieny wystarczy, by zapobiec przenoszeniu tych mikrobów na łóżko czy stół – podkreśliła specjalistka w rozmowie z „Travel + Leisure”. Najbardziej zanieczyszczone części walizki według naukowców Mikrobiolożka zidentyfikowała na powierzchni bagaży szereg bakterii. Wśród nich znalazł się gronkowiec – drobnoustrój powszechnie obecny na ludzkiej skórze, który w przypadku kontaktu z raną może przeniknąć do organizmu, wywołując czyraki, liszajec (wysoce zaraźliwe zakażenie skóry), a w przypadku niektórych szczepów, takich jak S. aureus, nawet zatrucia pokarmowe. W próbkach wykryto także bakterie z rodzaju Serratia, zwykle niegroźne, lecz w warunkach szpitalnych mogące powodować zakażenia dróg moczowych lub ran. Z kolei obecność drobnoustrojów z rodzaju Bacillus (bakterii znanych z wywoływania chorób przenoszonych drogą pokarmową) wskazuje, jak łatwo bagaże stają się nośnikiem mikrobów. Największe nagromadzenie bakterii i grzybów stwierdzono na kółkach walizek. To one, stykając się z podłogami dworców, lotnisk czy chodników, przenoszą setki kolonii drobnoustrojów, co – jak podkreśliła Pointer – powinno być wystarczającym powodem, by nigdy nie kłaść walizki na hotelowym łóżku. Drugim najbardziej zanieczyszczonym elementem okazał się z kolei spód bagażu, gdzie również wykryto zarodniki Bacillus. Ekspertka zaznaczyła, że miękkie walizki są jeszcze bardziej problematyczne, ponieważ ich materiał wchłania wilgoć, tworząc idealne środowisko dla rozwoju grzybów. Co więcej, zwróciła także uwagę na uchwyty – to właśnie one, z racji częstego kontaktu z dłońmi, stanowią najbardziej typowe miejsce dla występowania gronkowca. Jak chronić się przed zarazkami na bagażu? Zamiast żyć w strachu, warto wdrożyć kilka prostych zasad higieny. Jak tłumaczyła Amy-May Pointer, kluczowe jest przechowywanie walizki na półce bagażowej, unikanie wciągania jej do kabin toaletowych czy przeciągania przez kałuże. Dodatkowo po każdym kontakcie z bagażem należy umyć ręce, a po powrocie do domu – dokładnie wyczyścić kółka i spód walizki. – Im mniej zanieczyszczeń osadzi się na kółkach, tym mniej problemów będziesz mieć później. Pamiętaj też, że dotykając walizki, przenosisz na dłonie to, co znajduje się na jej powierzchni. Dlatego tak ważne jest mycie rąk po każdym kontakcie z bagażem – dodała mikrobiolożka. Źródła: InsureandGo, Travel + Leisure Nasza ekspertka Sabina Zięba Podróżniczka i dziennikarka, wcześniej związana z takimi redakcjami, jak m.in. „Wprost”, „Dzień Dobry TVN” i „Viva”. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o ciekawych kierunkach i turystyce. Miłośniczka dobrej lektury i wypraw na koniec świata. Uważa, że Mark Twain miał słuszność, mówiąc: „Za 20 lat bardziej będziesz żałował tego, czego nie zrobiłeś, niż tego, co zrobiłeś. Więc odwiąż liny, opuść bezpieczną przystań. Złap w żagle pomyślne wiatry. Podróżuj, śnij, odkrywaj”.
Na stacji kosmicznej pojawili się „obcy”. To kolonie mikrobów nieznanych naszej planecie
W zamkniętym środowisku ISS naukowcy odkryli szczepy mikrobów. Mutują one w sposób, jakiego nie zaobserwowano wcześniej na Ziemi. Część z nich wykazuje oporność na leki, co budzi obawy o bezpieczeństwo przyszłych misji.
W tym artykule: Bakterie żyją w mikrograwitacji Szczepy antybiotykooporne Mutacja na orbicie Walka z patogenami na orbicie Naszą planetę zamieszkuje co najmniej bilion gatunków mikroorganizmów. Podtrzymują każdą formę życia i sprawiają, że planeta nadaje się do zamieszkania. Mikroorganizmy były pierwszą formą życia, która pojawiła się na naszej planecie około 3,8 miliarda lat temu. Dwa i pół miliarda lat temu odegrały kluczową rolę w pojawieniu się pierwszej komórki eukariotycznej, od której pochodzą wszystkie zwierzęta i rośliny, w tym ludzie. Około czterdziestu bilionów (10 do potęgi 12) mikroorganizmów żyje w jelitach każdego człowieka. Mikroorganizmy są esencją życia i siłą napędową ewolucji. Ewoluują z prędkością, która wymagałaby 10 tys. lat eksperymentów w laboratorium tylko po to, aby dorównać jednemu dniu naturalnej ewolucji. Bakterie żyją w mikrograwitacji To dość jasno pokazuje, dlaczego mikroby znajdują się wszędzie. Również w kosmicznym domu ludzkości, jakim jest Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). W dodatku w zamkniętym środowisku stacji panują warunki, które doprowadziły do zmutowania mikrobów w sposób nieobserwowany na Ziemi. Bakterie jelitowe wpływają na myślenie. Naukowcy znaleźli związek między mikrobiomem a kondycją mózgu Chcesz mieć sprawny umysł? Zadbaj o swoje bakterie jelitowe – radzą uczeni. Właśnie wykazali, że bakterie te wpływają na kondycję intelektualną. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/bakterie-jelitowe-wplywaja-na-myslenie-naukowcy-znalezli-zwiazek-miedzy-mikrobiomem-a-kondycja-mozgu-fot-getty-images-7f2031e.jpeg" width="938" height="528" alt="Bakterie jelitowe wpływają na myślenie. Naukowcy znaleźli związek między mikrobiomem a kondycją mózgu (fot. Getty Images)" title="Bakterie jelitowe wpływają na myślenie. Naukowcy znaleźli związek między mikrobiomem a kondycją mózgu (fot. Getty Images)" /> Już w 2018 roku znaleziono na ISS pięć szczepów mutujących bakterii. Jednak ostatnie badania, opublikowane właśnie w czasopiśmie naukowym „Microbiome Journal”, mówią o 13 kolejnych. Podczas gdy poprzednia analiza wykazała podobieństwa, bardziej dogłębne prace genetyczne sugerują, że pod wpływem stresu środowiskowego szczepy znalezione na ISS mogły mutować na wiele sposobów. Stały się zarówno genetycznie, jak i funkcjonalnie odmienne od tych, które żyją na Ziemi. Szczepy antybiotykooporne Zmutowane bakterie, które wzięli pod lupę badacze z indyjskich ośrodków naukowych, to szczepy Enterobacter bugandensis. Jest to patogen oportunistyczny. Czyli taki, który może wywołać chorobę tylko, gdy gospodarz ma obniżoną odporność. Bakteria należy do grona lekoopornych, co oznacza, że część antybiotyków nie jest już skutecznych w jej zwalczaniu. Właśnie dlatego tak ważne jest zrozumienie tego, co wydarzyło się na orbicie i znalezienie skutecznych środków mogących przeciwdziałać rozwojowi patogenów w środowisku kosmicznym. Bo chory astronauta przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej może dość szybko wrócić na Ziemię i trafić do szpitala. Gorzej, jeśli taki lekooporny szczep zaatakuje ludzi na trudnych misjach księżycowych lub jeszcze trudniejszych i dłuższych marsjańskich. Mutacja na orbicie – Zidentyfikowaliśmy pewne geny obecne wyłącznie w organizmach związanych z ISS, ale nie w ich ziemskim środowisku – napisali autorzy w artykule. Podkreślają, że przeprowadzili kompleksowe badanie pozwalające zrozumieć zawiłości genomu E. bugandensis pochodzącej z ISS . Wyniki porównano ze szczepami ziemskimi, ze szczególnym uwzględnieniem tych związanych z infekcjami klinicznymi. – Hipotezą kluczową dla naszych badań było to, że osobliwa natura środowiska kosmicznego – odmienna od wszystkiego, co znamy na Ziemi – może napędzać te adaptacje genomowe. Nasze badania ujawniły skomplikowane interakcje mikrobiologiczne, oferując wgląd w dynamikę ekosystemu mikrobiologicznego na ISS – napisali badacze. Walka z patogenami na orbicie Zrozumienie, w jaki sposób bakterie ewoluują w kosmosie, jest ważne dla ochrony zdrowia astronautów. A także dla wypracowania alternatywnych metod walki z tymi patogenami. – Zmutowane geny mogą potencjalnie służyć jako cele dla odpowiednio dobranego leczenia przeciwko patogennym mikroorganizmom w unikatowym środowisku ISS – kontynuują autorzy. Badane szczepy są zintegrowane ze społecznościami wielu różnych bakterii, z których część jest również oporna na wiele leków. Właśnie ta koegzystencja może być kolejnym czynnikiem, który pomógł organizmom z powodzeniem znaleźć swoje nisze w specyficznym środowisku ISS. Środowisku o niskiej grawitacji, wysokim poziomie promieniowania i podwyższonej zawartości dwutlenku węgla. Poza koniecznością wypracowania metod przeciwdziałającym zagrożeniu, jakie mogą stwarzać mutujące szczepy bakterii, badania te otwierają również realną debatę na temat tego, jak środowisko kosmiczne wpływa na ewolucję życia. Źródło: Microbiome Journal. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Zacienione kratery na biegunach Księżyca mogą być siedliskiem mikrobów. Jak tam przetrwały?
Zespół naukowców ze Stanów Zjednoczonych i Kanady zbadał prawdopodobieństwo przetrwania i rozwoju drobnoustrojów w obszarach Księżyca zwanych PSR, czyli takich, które nigdy nie są oświetlane bezpośrednio przez Słońce. Tylko skąd na Księżycu miałyby się wziąć mikroby? Zdaniem badaczy, sami je tam dostarczyliśmy.
Spis treści: Układanka życia Miliardy lat cienia Ziemskie życie pozaziemskie Mikrobiologiczny zrzut Dr John Moores jest profesorem nadzwyczajnym w Centrum Badań Nauk o Ziemi i Kosmosie na Uniwersytecie York. To główny autor badania rozważającego, czy w wiecznie zacienionych kraterach usytuowanych na biegunach Księżyca może istnieć mikro-życie. – W 2019 roku brałem udział w badaniu dotyczącym potencjału Księżyca do zachowania skażenia mikrobiologicznego na statkach kosmicznych, prowadzonym przez badacza z Uniwersytetu Florydy, dr Andrew Schuergera – powiedział w rozmowie z The Universe Today dr Moores. Wyjaśnia, że wówczas nie brano pod uwagę PSR-ów, czyli Permanent Shadow Regions. Tym mianem określa się obszary na Księżycu, które nigdy nie są bezpośrednio oświetlane przez Słońce. Dzieje się tak dlatego, że Księżyc ma niewielkie nachylenie osi obrotu względem płaszczyzny ekliptyki. PSRy znajdują się na księżycowych biegunach. Układanka życia – Postanowiliśmy ponownie przyjrzeć się tym regionom. Zdaliśmy sobie sprawę, że mamy wszystkie elementy układanki, których potrzebowaliśmy, aby zrozumieć ich zdolność do zachowania ziemskiego zanieczyszczenia mikrobiologicznego – powiedział dr Moores. Na potrzeby badania naukowcy wykonali serię modeli pozwalających ustalić, czy zmniejszona ilość promieniowania ultrafioletowego (UV) i podwyższone temperatury w PSR mogą umożliwić przetrwanie mikroorganizmów w dwóch kraterach PSR: Shackleton i Faustini. Naukowcy wybrali właśnie te dwa kratery na podstawie wcześniejszych badań obejmujących modelowanie światła wpadającego do kraterów. Co ważne, oba kratery są również celami lądowania dla nadchodzących misji Artemis. Miliardy lat cienia Shackleton i Faustini nie zaznały światła słonecznego przez miliardy lat. Ponieważ Księżyc nie ma atmosfery i jest wystawiony na działanie próżni kosmicznej, kratery Shackleton i Faustini są jak bardzo zimne kieszenie, które według naukowców mogą przechowywać mikroby przez długi czas. – W przestrzeni kosmicznej mikroby są zazwyczaj zabijane przez wysoką temperaturę i promieniowanie ultrafioletowe. Jednak PSR są bardzo zimne i bardzo ciemne. W efekcie są jednym z najbardziej ochronnych środowisk w Układzie Słonecznym dla tych rodzajów drobnoustrojów, które są zwykle obecne na statkach kosmicznych. Żeby było jasne – mikroby te nie mogą tu metabolizować, replikować się ani rosnąć. Jednak prawdopodobnie pozostaną żywotne przez dziesięciolecia, dopóki ich zarodniki nie zostaną zabite przez działanie próżni. Cząsteczki organiczne, które tworzą ich komórki, prawdopodobnie przetrwałyby znacznie dłużej – twierdzi naukowiec. Tylko po co badać te rejony oraz ich ewentualne zanieczyszczenie mikrobiologiczne, skoro wiemy, że te drobnoustroje nie rozwiną się? Głównie ze względu na lód wodny zalegający w kraterach. Lód, które przyszli astronauci mogliby wykorzystać jako źródło wody, paliwa i tlenu. Ziemskie życie pozaziemskie Poza tym tego typu drobnoustroje przywiezione na Księżyc przez ludzi mogą prowadzić do błędów w kwestii znalezienia życia poza Ziemią. – Ludzie są z natury brudnymi stworzeniami, które przenoszą niezliczoną ilość mikrobów mogących nawet podróżować z nimi na Księżyc. W związku z tym wszelkie mikroby, które mogłyby istnieć w PSR, mogłyby wejść w kontakt z ludzkimi mikrobami, prawdopodobnie je zabijając – twierdzi dr Moores. Aby temu przeciwdziałać, biuro ochrony planetarnej NASA ma za zadanie nadzorować, czy wylatujące statki kosmiczne są sterylizowane i oczyszczane z drobnoustrojów przed startem. Oraz upewnić się, że powracające statki kosmiczne nie przenoszą niepożądanych drobnoustrojów spoza Ziemi. Statki i zrobotyzowane części dość łatwo jest oczyścić. Gorzej ze skafandrami kosmicznymi. Te będą zawierały znacznie więcej zanieczyszczeń, z których część zostanie pozostawiona na Księżycu w trakcie eksploracji kraterów. A przecież lód wodny zalegający w tych miejscach jest bardzo cenny z naukowego punktu widzenia. – Konieczne jest pobranie próbek lodu wodnego z PSR, co pozwoli lepiej zrozumieć jego pochodzenie i sposób, w jaki się tu znalazł. Część tej analizy mogłaby obejmować badanie cząsteczek organicznych obecnych w lodzie, o których wiadomo, że występują w innych miejscach, na przykład w kometach. Analiza ta będzie łatwiejsza, jeśli zminimalizowane zostanie zanieczyszczenie ze źródeł naziemnych – wyjaśnia ekspert. Mikrobiologiczny zrzut Jeśli w księżycowych PSR znajdują się mikroby, pojawia się pytanie, w jaki sposób tam dotarły. Biorąc pod uwagę mocno pokrytą kraterami powierzchnię Księżyca, mogły one przybyć z ciała uderzającego z innego miejsca w Układzie Słonecznym lub spoza niego. Jednak zdaniem cytowanego badacza, równie dobrze mogliśmy je tam umieścić sami. Ludzie wysłali wiele statków kosmicznych, które uderzyły w powierzchnię Księżyca. Ale te statki kosmiczne rozbiły się w pobliżu równika Księżyca, daleko od biegunów. Za to w 2009 roku należąca do NASA misja LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) celowo rozbiła swój górny stopień Centaur w kraterze Cabeus w celu zmierzenia ilości wody wytworzonej z pióropusza wyrzutu. To obszar PSR znajdujący się około 100 kilometrów od południowego bieguna Księżyca. – Kilka statków kosmicznych uderzyło w PSR lub w ich pobliżu. Chociaż wszystkie one zrobiły to z dużą prędkością, wcześniejsze badania innych osób sugerowały, że niewielka liczba zarodników może przetrwać symulowane uderzenia w materiały podobne do regolitu. Jeśli jakieś mikroby przetrwały te uderzenia, zostałyby szeroko rozproszone – przekonuje naukowiec. Może się okazać, że pierwszym kosmicznym życiem, jakie odnajdziemy, będzie to, które rozprzestrzeniliśmy sami. Źródło: ScienceAlert Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Conan bakteria nie przejmuje się promieniowaniem. Ten mikrob może pomóc w rozwoju medycyny
Deinococcus radiodurans to bakteria, która wytrzymuje dawki promieniowania 28 tys. razy większe od tych śmiertelnych dla człowieka. Badania nad mikrobem mają pomóc m.in. astronautom.
Spis treści: Czym są ekstremofile? Sekret wytrzymałości bakterii Badania nad MDP „Conan the Bacterium” – taki przydomek nosi mikrob Deinococcus radiodurans. To niezwykły mikroorganizm znany z wyjątkowej odporności na ekstremalne warunki środowiskowe. Bez większej szkody może przetrwać ekspozycję na toksyczne chemikalia, promieniowanie UV i ekstremalne temperatury. Ale to nie wszystko. Conan-bakteria może przyjąć nawet do 140 tys. Gy (grejów) promieniowania jonizującego, podczas gdy dawka 10 Gy jest śmiertelna dla ludzi. I tę właściwość chce teraz wykorzystać medycyna. Czym są ekstremofile? D. radiourans to ekstremofil. Tak nazywamy mikroorganizmy zdolne przetrwać w najbardziej niesprzyjającym życiu środowisku, jakie tylko możemy sobie wyobrazić. Można je znaleźć w wiecznej zmarzlinie, w głębokich rowach oceanicznych, przy podwodnych, gorących kominach geotermalnych, w kwasowym środowisku obszarów wulkanicznych. I wszędzie tam gdzie my, ludzie, bardzo nie chcielibyśmy mieszkać. Jest też gatunek bakterii, który żyje, rośnie i rozwija się np. w wodzie chłodzącej reaktory jądrowe. Mowa właśnie o Deinococcus radiodurans. Czyli bakterii odkrytej w 1956 roku przez amerykańskiego mikrobiologa Arthura Andersona i jego współpracowników z Narodowej Administracji ds. Żywności i Leków (FDA) w USA. Bakterię wyizolowano podczas eksperymentów mających na celu sterylizację żywności promieniowaniem gamma. Naukowcy próbowali ustalić dawkę promieniowania potrzebną do zabicia wszystkich mikroorganizmów w puszkowanej żywności. Ku ich zaskoczeniu, niektóre puszki zawierały bakterie, które przetrwały bardzo wysokie dawki promieniowania. Jednym z tych organizmów był właśnie Deinococcus radiodurans. Nazwa „deinococcus” pochodzi z greckiego i oznacza „straszliwa jagoda”. Natomiast „radiodurans” oznacza „odporny na promieniowanie”. Badania sugerują m.in., że taka bakteria mogłaby przeżyć nawet pod powierzchnią Marsa. Nazywany Conanem mikrob posiada zdolność do szybkiej i efektywnej naprawy uszkodzeń DNA. Po rozpadzie genomu w wyniku promieniowania, Deinococcus radiodurans potrafi go odbudować dzięki unikatowym mechanizmom. Jego genom zawiera wiele kopii DNA w każdej komórce, co wspiera mechanizmy naprawy i redundancję informacji genetycznej. Sekret wytrzymałości bakterii Nic dziwnego, że tak mocarny, choć niewielki przejaw życia, budzi zainteresowanie naukowców. Niedawno nowe analizy przeprowadzili uczeni z Northwestern University i Uniformed Services University (USU) w USA. Ich odkrycia podważają wcześniejsze założenia dotyczące tego, w jaki sposób ten ekstremofil radzi sobie z dawkami zabójczego promieniowania. Zacznijmy od tego, że promieniowanie jonizujące powoduje uszkodzenia i rozpad związków chemicznych tworzących nasze komórki. Większość żywych istot posiada skuteczne mechanizmy naprawcze, które uruchamiają się, aby cofnąć uszkodzenia w najbardziej krytycznych systemach, takich jak materiał genetyczny. Jednak napromieniowane komórki szybko wypełniają się toksyczną formą cząsteczki tlenu powstającą w procesach metabolicznych. Bez natychmiastowej interwencji te tzw. rodniki ponadtlenkowe szybko poradzą sobie z wszelkimi mechanizmami naprawczymi i doprowadzą do narastania uszkodzeń. Ale D. radiodurans wykształcił biologiczną polisę ubezpieczeniową od takich uszkodzeń tlenowych w postaci mieszanki przeciwutleniaczy. Niektóre z nich są oparte na manganie, który w połączeniu z różnymi innymi związkami – takimi jak fosforany – usuwa toksyczne wolne rodniki z niezwykłą skutecznością. Badania nad MDP Badania nad D. radiourans doprowadziły do powstania syntetycznego przeciwutleniacza o nazwie MDP. Zespół kierowany przez chemika Briana Hoffmana i patologa Michaela Daly’ego postanowił zmierzyć aktywność składników tej substancji. Badania wykazały, że najsilniej działa połącznie manganu, fosforanu i peptydu DP1, czyli krótkiego łańcucha białkowego. – Od dawna wiemy, że jony manganu i fosforan razem tworzą silny przeciwutleniacz. Zrozumienie „magicznej” mocy zapewnianej przez dodanie trzeciego składnika jest przełomem – mówi Hoffman. Peptyd DP1 to specjalnie zaprojektowana cząsteczka złożona z 10 aminokwasów. Dzięki tym badaniom mogą powstać nowe, jeszcze skuteczniejsze przeciwutleniacze. Do czego się przydadzą? Na Ziemi m.in. jako konserwanty żywności oraz substancje zwiększające trwałość szczepionek. Astronautom mogą pomóc ochronić się przed promieniowaniem kosmicznym podczas długich wypraw np. na Marsa. A wszystko to dzięki specyficznym mikroorganizmom. Źródło: ScienceAlert Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Życie na Ziemi ustanowiło nowy rekord. Mikroby znaleziono wewnątrz skał mających aż 2 miliardy lat
Proste jednokomórkowe organizmy znaleziono w skałach wulkanicznych, których wiek szacowany jest na 2 mld lat. Są to najstarsze żywe mikroby, jakie kiedykolwiek odkryto na Ziemi. Dzięki temu możemy dowiedzieć się więcej o ewolucji ziemskich mikroorganizmów. A także lepiej przygotować się do szukania życia w próbkach skał z Marsa.
Nowy rekord: mikroorganizmy w skałach sprzed 2 mld lat Gdzie znaleziono najstarsze mikroby na Ziemi? Nowa technika badania próbek Co wiemy o bakteriach sprzed 2 mld lat? Jak długo mogą przetrwać ziemskie mikroorganizmy? Jedenaście lata temu naukowcy odkryli żywe bakterie w skałach oceanicznych mających 100 mln lat. Skały znajdowały się 2,5 km pod dnem i – jak się okazało – stanowiły dom również dla wirusów oraz grzybów. Doniesienie wzbudziło sensację. Potwierdzały, że najprostsze formy ziemskiego życia są niezwykle odporne. Znalezione wówczas bakterie okazały się długowieczne – rozmnażały się tylko raz na 10 tys. lat. Było też ich stosunkowo mało. Gdyby skały, które stanowiły ich środowisko, dało się nabierać łyżeczką, w jednej znajdowałoby się zaledwie ok. tysiąc bakterii. W łyżeczce gleby z powierzchni ziemi żyją miliardy i biliardy mikrobów. Nowy rekord: mikroorganizmy w skałach sprzed 2 mld lat Tamto odkrycie naukowców z Integrated Ocean Drilling Program na nowo rozbudziło dyskusje nad definicją życia. Czy jednokomórkowy organizm, który ożywia się raz na dziesięć mileniów, można uznać za żywy? A także dało nadzieję na znalezienie odpornych, prostych jednokomórkowców na Marsie. Te nadzieje właśnie się wzmocniły. Na początku października w czasopiśmie „Microbial Ecology” ukazała się przełomowa praca międzynarodowego zespołu naukowców. Grupa badaczy kierowana przez Yuheya Suzuki z Uniwersytetu Tokijskiego donosi w niej o znalezieniu żywych mikroorganizmów w skałach mających aż 2 miliardy lat. Są to najstarsze znane mikroby, jakie kiedykolwiek odkryto. Gdzie znaleziono najstarsze mikroby na Ziemi? Naukowcy znaleźli rekordowe mikroorganizmy w Republice Południowej Afryki. Badali 30-centymetrowe rdzenie skalne, które pochodziły z formacji skalnej nazywanej Bushveld Igneous Complex (BIC). To największa warstwowa magmowa intruzja w skorupie ziemskiej. Ma 66 tys. km kw – czyli jest wielkości niedużego państwa. Leży na północ od Johannesburga. Co istotne, ta kolosalna pozostałość po magmie sprzed eonów przez setki milionów lat nie uległa żadnym przemianom. Dlatego właśnie tak interesuje geologów. Cokolwiek w niej żyje, znajduje się w niezwykle stabilnym środowisku, swoistej kapsule czasu. Jej otworzenie daje wgląd w przeszłość i w życie na Ziemi takie, jakim było 2 mld lat temu. Nowa technika badania próbek Odkrycie nie byłoby jednak możliwe bez opracowania nowej metody badawczej. Pozwoliła ona uniknąć pomylenia dawnych mikroorganizmów ze współczesnymi, które znalazły się w próbce na skutek jej przypadkowego zanieczyszczenia. Naukowcy wpierw cięli pozyskane skały na niewielkie plasterki. Następnie zastosowali trzy połączone techniki – spektroskopię w podczerwieni, mikroskopię elektronową i mikroskopię fluorescencyjną. Porównali starożytny materiał genetyczny z DNA współczesnych mikrobów, które mogły zanieczyścić próbki, i wykluczyli ich pomylenie. Potwierdzili także, że znalezione jednokomórkowce były faktycznie nienaruszone i żywe. Co wiemy o bakteriach sprzed 2 mld lat? Jednokomórkowe mikroorganizmy zostały znalezione w skupiskach ukrytych w skalnych pęknięciach, które otaczała glina. Glina ściśle oddzielała je od sąsiadujących skał, tworząc mikroskopijne, ściśle izolowane środowiska. To właśnie w nich mikroby przetrwały tak niezwykle długi czas. Naukowcy przypuszczają, że te prymitywne jednokomórkowce dostały się do skał wraz z wodą niedługo po ich uformowaniu. Później szczeliny skalne zostały szczelnie zatkane gliną, która mogła również dostarczyć niezbędnych składników odżywczych. Naukowcy zamierzają teraz szczegółowo analizować znalezione DNA dawnych mikrobów. Są także przekonani, że ich odkrycie rzuca nowe światło na poszukiwanie życia na Marsie. Łazik Perseverance bada obecnie skały marsjańskie podobne do formacji BIC. Próbki, które zbiera łazik i które mają ostatecznie trafić na Ziemię, również mają kilka miliardów lat. Prawdopodobieństwo, że mogą się w nich znajdować ciągle żywe marsjański mikroby, właśnie znacząco wzrosło. Źródło: BBC, New Scientist, University of Tokyo, Microbial Ecology. Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Co żyje na naszych szczoteczkach do zębów? Naukowcy znaleźli na nich aż 600 różnych wirusów
Sekwencjonowanie DNA wirusów żyjących w naszych łazienkach przyniosło zaskakujące wyniki. Na szczoteczkach do zębów oraz główkach pryszniców naukowcy znaleźli aż kilkaset różnych wirusów. Niektóre z nich odkryto po raz pierwszy. Na szczęście te wirusy to bakteriofagi, czyli naturalni wrogowie bakterii.
Co żyje na naszych szczoteczkach? Każda szczoteczka jest oddzielną wyspą Mikrobiologiczne skarby z łazienek? Duża wilgotność i wysoka temperatura – życie na Ziemi uwielbia takie warunki. Dlatego to właśnie tropikalne lasy deszczowe są skarbnicami bioróżnorodności. Jednak środowiska pełne zróżnicowanych mikroorganizmów znajdują się również o wiele bliżej nas. By odkryć najbogatsze z nim, wystarczy pójść do łazienki. Do takich wniosków doszli mikrobiolodzy z Northwestern University. Grupa naukowców z tego ośrodka skupiła się na dwóch przedmiotach, które znajdują się w każdym mieszkaniu: szczoteczkach do zębów i główkach prysznicowych. Jak się okazało, jedne i drugie są domem dla niezwykle zróżnicowanego zestawu wirusów. Większość z nich naukowcy zobaczyli po raz pierwszy. To brzmi groźnie, jednak nie ma powodu do niepokoju. Z badań opublikowanych na łamach czasopisma „Frontiers of Microbiomes” wynika, że nasze łazienki upodobały sobie bakteriofagi. Tak nazywa się wirusy, które atakują bakterie. Od dawna interesują one badaczy, ponieważ mogą być naszymi sprzymierzeńcami w zwalczaniu najgroźniejszych, antybiotykoopornych szczepów bakterii. Co żyje na naszych szczoteczkach? Badania przeprowadziła Erica Hartmann wraz z zespołem. We wcześniejszych badaniach – sprzed trzech lat – naukowcy ci zajmowali się identyfikacją bakterii rozwijających się na szczoteczkach do zębów i prysznicach. Teraz przeprowadzili nowe analizy. Ich celem było ustalenie, czy nasze łazienki upodobały sobie również wirusy. W badaniach wykorzystano 36 szczoteczek do zębów oraz 92 główki od prysznica pochodzące z amerykańskich domów. W próbkach naukowcy wpierw szukali, a następnie analizowali znajdowany materiał genetyczny. Do pozwoliło im zidentyfikować aż 600 różnych wirusów. Co ciekawe, część z nich była dotychczas nieznana nauce. – Liczba wirusów, które znaleźliśmy, jest naprawdę ogromna – opowiada Erica Hartmann. – Znaleźliśmy sporo wirusów, o których wiemy bardzo mało, i wiele takich, które widzieliśmy po raz pierwszy. To zdumiewające, ile wokół nas jest nienaruszonej bioróżnorodności – dodała badaczka. Każda szczoteczka jest oddzielną wyspą Kolejną rzeczą, która zaskoczyła badaczy, była odmienność poszczególnych próbek. Na każdej szczoteczce i główce od prysznica rozwijał się szczególny, unikatowy zestaw wirusów. – Każda główka od prysznica i każda szczoteczka jest jak oddzielna mała wyspa – plastycznie opisuje Hartmann. Wśród znalezionych wirusów wyróżniała się jedna grupa – bakteriofagi atakujące bakterie z rodzaju prątków (Mycobacterium). Prątki to tlenowe bakterie mające charakterystyczny kształt pałeczek. Są dobrze znane lekarzom – do tej grupy drobnoustrojów należą bakterie wywołujące gruźlicę, trąd i groźne infekcje płuc. Erica Hartmann ma nadzieję, że w przyszłości naukowcy nauczą się wykorzystywać bakteriofagi do zwalczania prątków. Mikrobiologiczne skarby z łazienek? To nie koniec możliwych zastosowań nowo odkrytych wirusów. – Można wyobrazić sobie używanie ich do oczyszczania naszych instalacji wodno-kanalizacyjnych z patogenów – mówi naukowczyni. – Chcemy przyjrzeć się wszystkim funkcjom, jakie mogą pełnić te wirusy i dowiedzieć się, jak możemy je wykorzystać – dodaje. A co powinni zrobić użytkownicy łazienek spoza świata naukowego? Informacja, że na każdej szczoteczce do zębów rozwija się cały ekosystem mikroorganizmów, nie jest zbyt komfortowa. Hartmann zaleca regularną wymianę szczoteczek, jednak przestrzega przed używaniem szczoteczek antybakteryjnych. Nie zachęca również do czyszczenia pryszniców silnymi środkami czyszczącymi. Poleca za to zwykłą wodę z mydłem oraz ocet do usuwania osadu. – Mikroby są wszędzie, a zdecydowana większość z nich nie wywołuje chorób – wyjaśnia badaczka. – Im bardziej atakujesz je środkami dezynfekującymi, tym większe jest prawdopodobieństwo, że staną się na nie odporne i że będzie znacznie trudniej się ich pozbyć. Powinniśmy wszyscy pogodzić się z ich istnieniem. Źródła: Phys.org, Frontiers of Microbiomes, New Scientist. Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com