Биологические антибиотики в «чешских» бактериях из Антарктиды
Более ста килограммов почвы привезла десять лет назад из Антарктиды Катержина Снопкова. В них микробиолог из Брно обнаружила ранее неизвестную бактерию, которая может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.
В прошлом году за открытие в области «биологических антибиотиков», которые могут стать альтернативой обычным, Катержина Снопкова получили премию молодых ученых им. Вернера фон Сименса.
Из Антарктиды сотрудница Института микробиологии медицинского факультета университета им. Масарика Катержина Снопкова вернулась в 2015 году, проведя полтора месяца на чешской научной станции имени Менделя.
Привезенные с ледяного континента образцы показались исследовательнице необычными, но через год у Катержины родился первый сын, и находку на время декретного отпуска пришлось положить в морозильную камеру.
Только три года назад, после рождения второго ребенка и паузой, вызванной пандемией ковида, Снопкова вернулась к исследованию неизвестного вида бактерий.
«Я обнаружила, что у нас есть новый вид бактерий, примерно после восьми лет научных исследований, и прошло некоторое время, прежде чем мы смогли опубликовать данные», – объяснила журналисту «Чешского радио» Катержина Снопкова.
В лаборатории университетской больницы святой Анны Катержина достает из морозильника пробирки с оригинальными образцами почвы десятилетней давности, содержащими антарктические бактерии.
«Эти бактерии должны быть очень хорошо адаптированы к тому, что почва регулярно замерзает и оттаивает, к высоким дозам ультрафиолета и к минимальному содержанию питательных веществ в почве», – рассказывает Катержина Снопкова.
В первую очередь исследовательницу интересовало, как именно бактерии справляются с такими окружающими условиями. Обнаружение среди бактерий ранее неизвестного вида стало неожиданным побочным открытием.
Нейтрализовать одну бактерию с помощью другой
Снопкова определила, что одна бактерия обладает свойствами, отличными от всех ранее известных. «Мы провели секвенирование ДНК и обнаружили, что можем описать совершенно новый вид», – говорит Катержина.
В феврале 2025 года она смогла дать имя открытой ею бактерии имя, что чрезвычайно престижно в научном сообществе. Новый вид получил название Pseudomonas rossensis в честь антарктического острова Джеймса Росса, откуда исследовательница привезла образцы.
Псевдомонады – род бактерий, широко распространенный в природе и включающий более трехсот пятидесяти видов. Некоторые из них могут вызывать серьезные заболевания у людей, а многие демонстрируют сильную устойчивость к антибиотикам, особенно вид Pseudomonas aeruginosa, который является частой причиной инфекций у и без того ослабленных пациентов.
Однако другие виды псевдомонад полезны, а вырабатываемые ими бактериоцины могут стать средством преодоления этой устойчивости. «Это белковые токсины, которые могут избирательно уничтожать родственные бактерии», — объясняет Снопкова.
«Чтобы в такой негостеприимной среде как Антарктида вид мог конкурировать с другими бактериями в борьбе за питательные вещества и ограниченные ресурсы», – поясняет ученый.
Такие бактериоцины, помимо прочего, убивают и упомянутую Pseudomonas aeruginosa. «Это бактерия, которая часто встречается в больницах и вызывает инфекции у пациентов с ожогами, инфекции дыхательных и мочевыводящих путей. Именно с этой бактерией мы сталкиваемся при борьбе с распространенной проблемой устойчивости к антибиотикам», — говорит Катержина Снопкова.
Однажды бактериоцины могут стать основой для новых лекарств. Но это потребует еще многих лет исследований.
Чешские тропы на ледяном континенте
Следует отметить, что чешские ученые периодически находят в полярных регионах новые микроорганизмы с уникальными свойствами. Как работается в Антарктиде?
«Поездка длится около трех месяцев, из которых шесть недель вы проводите на станции, а остальное время вы туда добираетесь», – рассказала Катержина Снопкова в интервью изданию CzechCrunch.
Попасть на место непросто. «Маршрут из Чили или Аргентины в Антарктиду плохо организован – приходится зависеть от чилийской или аргентинской армий, которые доставляют ученых к месту назначения на самолете или корабле», – объясняет исследовательница.
Затем военный самолет доставил Снопкову и ее коллег на аргентинскую полярную базу Марамбио, откуда вертолет перевез их на станцию им. Иоганна Грегора Менделя.
В Антарктиде нет обозначенных дорог, по которым можно двигаться. «Это также усложняет сбор образцов; вам нужна качественная обувь, поскольку постоянно приходится карабкаться по камням, – описывает Снопкова. – Иногда приходилось даже спускаться по веревке со скалы, чтобы добраться до места, где нужно взять образцы».
Хотя такое пребывание может показаться опасным приключением, в целом чешские ученые считают условия достаточно комфортабельными. «Станция большая, в ней есть отопление, горячая вода, стиральная и посудомоечная машины. В большую экспедицию в составе пятнадцати-двадцати ученых всегда отправляется врач», – рассказывает Катержина. По ее словам, распорядок дня простой. Если сотрудник не дежурит «на кухне», то он утром завтракает и отправляется в поле. «Возвращаемся мы около семи вечера. Однако если мы собираем образцы за пределами пешей доступности, то три-четыре дня ночуем в палатке», – описывает Катержина жизнь на станции.
Гормональная контрацепция опасна для Антарктиды
При этом, делится Катержина, холод во время таких экспедиций ощущается не так уж сильно. Пребывание в Антарктиде планируется на местное лето, когда обычно не выпадает снег, а температура колеблется от минус пяти до плюс восьми градусов. «Поскольку эта территория недавно оттаяла, можно изучать, как развивается жизнь в холодных условиях. Не у бактерий, но и у мхов и лишайников», – объясняет Снопкова.
Чтобы ученые могли тщательно изучать местные микроорганизмы, они также стараются не загрязнять окружающую среду «привозными». «Все свежие продукты, которые привозятся для экспедиции, необходимо облучать ультрафиолетовой лампой», – объясняет Катержина. Даже гормональная контрацепция может создавать проблему для окружающей среды. «Не знаю, как обстоят дела сейчас, но, когда я была в Антарктиде десять лет назад, ходили разговоры об ограничении во время пребывания на станции использования гормональной контрацепции. Гормоны покидают организм с мочой и могут загрязнять первозданную полярную среду», — объясняет 38-летняя Катержина.
Пингвин считается одним из главных символов Антарктиды, но, по словам Снопковой, на острове Джеймса Росса их не так уж много. «При этом мертвых тюленей можно встретить на каждом шагу. Предполагают, что это связано с очень холодными зимами и замерзанием морской воды у побережья, эпидемией собачьей чумы или сочетанием этих факторов», – рассказывает ученый.
Туши мертвых тюленей на острове находятся на разных стадиях разложения, и неизвестно, как долго они там лежат, поскольку холодный климат замедляет процесс разложения.
«При этом было интересно наблюдать, как туши становятся оазисами жизни для других организмов. На земле мертвый тюлень всегда покрыт лишайником и водорослями», – вспоминает Снопкова.
Иногда трупы животных осложняли снабжение водой, когда сотрудники станции использовали для нужд воду из местных источников. «Человек берет питьевую воду из ручья, а затем обнаруживает, что чуть дальше там лежит мертвый тюлень» – вспоминает ученый. К счастью, экспедиция тогда прошла без каких-либо проблем со здоровьем ее участников.
Катержина Снопкова хотела бы вернуться на антарктическую станцию в следующем году, потому что, по ее словам, там еще многое предстоит открыть. «Мы пока очень мало знаем о том, как бактерии выживают в Антарктиде. У всего есть свой биотехнологический потенциал. Например, ферменты, которые используют бактерии, адаптированы к низким температурам. Они уже применяются, например, в стиральных порошках, которые можно использовать для стирки при более низких температурах», – говорит микробиолог Катержина Снопкова.
