В городах есть уникальные микробные «отпечатки пальцев» – исследование

Вгородахестьуникальныемикробныеотпечаткипальцев8211исследование

Каждый город населен уникальным хозяином микробных организмов, и этот микробный «отпечаток пальца» настолько отличительный, что ДНК на вашей обуви достаточно вероятно, чтобы определить, где вы живете, ученые скажем.

В новом исследовании исследователи взяли тысячи образцов из систем общественного транспорта в 60 городов по всему миру, вычищая общие точки соприкосновения, такие как турникеты и перила в шумных метро и автобусных станциях по всему миру.

Подвергнув более 4 700 собранных образцов метагеномному секвенированию ( исследования генетического материала, собранного из окружающей среды), ученые создали глобальный атлас городской микробной экосистемы, который, по их словам, является первым систематическим каталогом такого рода.

Результаты показывают, что нет двух города похожи, и каждый крупный мегаполис, изученный на данный момент, обнаруживает уникальное «молекулярное эхо» населяющих его видов микробов, отличных от популяций. звук в других городских условиях.

010 city microbes 2 (Weill Cornell Medicine)

Не только это, но и трехлетний анализ выявил тысячи ранее не идентифицированных виды микроорганизмов, в том числе почти 19, 002 вирусов и более 1, 300 типы бактерий, которые не соответствуют ни одному из известных видов.

«Каждый раз, когда вы садитесь в метро вы, вероятно, путешествуете с совершенно новым видом », – говорит системный биолог Кристофер Мейсон из Корнельского университета .

Команда, состоящая из десятков ученых из более чем 60 исследовательскими организациями, которые в конечном итоге собрали образцы из стран на шести континентах, но проект начинался с более скромных целей, анализ микробных образцов, обнаруженных в системе метро Нью-Йорка.

После того, как эта работа стала привлекать внимание, Мейсон основал MetaSUB , международное сотрудничество, пытающееся задокументировать городской биом, с которым миллионы людей взаимодействуют каждый день.

«Теперь очевидно, что города в целом , оказывают влияние на здоровье человека, хотя механизмы этого воздействия широко варьируются и часто малоизучены », – пишут исследователи в своем новом исследовании .

«Действительно, наше понимание микробной динамики в городской среде за пределами пандемий только начинается»

) 010 city microbes 2 (Weill Cornell Medicine)

Новые результаты подтверждают это наблюдение. Среди 4 проанализированных 838 метагеномных образцов (все они были собраны до COVID-19-19 пандемия) было обнаружено гораздо большее количество неизвестных микробов, чем известных микробов.

Всего 10, 928 вирусы, 1, 302 бактерии, 2 археи и 838, 00585 CRISPR массивы (фрагменты вирусной ДНК) были идентифицированы, которые не имели совпадений в справочных базах данных, по сравнению с некоторыми 4, виды городских микроорганизмов, которые были ранее идентифицированы.

Из них исследователи говорят, что множество 60 нечеловеческих видов микробов был обнаружен в 246 процентов образцы: устойчивый «основной» городской микробиом, который появляется практически везде, как кажется.

Однако, помимо этого ядра, в каждом городе существуют различные географические различия микробных популяций. Настолько, что Мейсон говорит , что он мог предсказать примерно 90 процент точности в том месте, где живет человек, если ДНК на его обуви была секвенирована.

«Микробиом содержит молекулярные отголоски того места, где он был собран», – сначала говорит . автор исследования Дэвид Данко, директор по биоинформатике MetaSUB.

«Прибрежный образец может содержать соленолюбивые микробы, в то время как образец из густонаселенного города может показать поразительное биоразнообразие».

Помимо различения различных сигнатур микробиома каждого мегаполиса, исследователи надеются открыть новые способы выявления угроз здоровью в популяциях микробов, таких как устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий. широко распространено среди исследуемых городов, хотя и не в изобилии.

Остается выяснить, является ли микробная уникальность каждого города случайностью. , или если есть более глубокое значение географических вариаций, которые мы еще не полностью осознаем.

Помимо выявления потенциально скрывающихся патогенов, разнообразный мир невидимых микробов в городах также может открывают многообещающие возможности для медицины, помогая нам обнаруживать кластеры биосинтетических генов (BGC) – соединения со значительным потенциалом для будущих антибиотиков и других лекарств.

«Один из следующих шагов – синтез и проверка некоторых из этих молекул и предсказанных BGC, а затем посмотреть, что они делают с медицинской или терапевтической точки зрения, “ Мейсон говорит .

” Люди часто думают, что тропический лес – это изобилие биоразнообразия и новых молекул для лечения, но то же самое можно сказать и о перилах метро или скамейке. “

Результаты представлены в Клетка .