Исследователи из MetaSUB в течение трёх лет собирали образцы микроорганизмов и обнаружили 12 тысяч неизвестных науке микробов, живущих среди людей. Учёные объединили данные и сформировали городские микробные карты.
Международный консорциум MetaSUB с 2015 года изучает микробные экосистемы городов. Исследователи собирают пробы в общественных местах, канализациях, медицинских учреждениях и воздушной среде, после чего секвенируют и анализируют полученные геномы. Основатели консорциума в 2013 году создали микробную карту метро в Нью-Йорке PathoMap, благодаря которой сформировался консорциум и идея создания глобальной карты микроорганизмов.
Международная группа учёных за три года собрала для нового проекта 4 728 образцов из 60 городов 32 стран. Геномный анализ обнаружил следы 13 тысяч микроорганизмов, большая часть которых неизвестна науке: 10 928 вирусов, 728 бактерий и 2 археи. Из собранных данных учёные сформировали первый глобальный атлас городской микробной экосистемы.
Далее исследователи сравнили полученные образцы. 31 вид микробов встречался в 97 % городов. Кроме них микробные наборы не совпадали между собой. Исследователи считают, что каждый город обладает уникальной микробной экосистемой. Она зависит от географического положения, климата, плотности населения и высоты над уровнем моря. Например, близкие к морю города содержат солелюбивые бактерии, а микроорганизмы плотно населённых районов более биоразнообразны.
Авторы предполагают, что могут с точностью до 90 % определить место жительства человека по пыли на обуви. Если предположение подтвердится, сформированная база пригодится для использования в криминалистике.
Исследователи также составили карту распределения генов устойчивости к антибиотикам. Уровень устойчивости в городах отличается и зависит от характерных для среды условий. Например, в столице Колумбии Боготе исследователи обнаружили в 15—20 раз больше генов устойчивости, чем в остальных изученных городах. Бесконтрольное употребление антибиотиков приводит к росту числа резистентных бактерий и их передачу к человеку, в основном через больницы, сельскохозяйственные продукты и водоснабжение.
С помощью собранной базы данных исследователи планируют выявить устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий и предупредить развитие эпидемий, подобных эпидемии коронавируса. Кроме того, учёные хотят использовать вырабатываемые микроорганизмами молекулы и белки против резистентных бактерий.
Авторы отмечают, что работа в данном направлении только началась. Дальнейшие исследования пополнят базу данных городских микроорганизмов и установят, как они влияют на здоровье жителей.
Результаты исследования опубликованы в статье «A global metagenomic map of urban microbiomes and antimicrobial resistance»в журнале CellDoi.org/10.1016/j.cell.2021.05.002
