Svaki grad ima jedinstven mikrobiološki „otisak prsta“ po kome se zna odakle dolazimo, utvrdili naučnici

U jedinstvenoj naučnoj studiji koja je prvi put sprovedena, istraživači su uzeli hiljade uzoraka iz javnog gradskog prevoza u šezdeset gradova širom sveta, usmeravajući se na mesta gde boravi najviše ljudi, poput okretnica i stajališta podzemnih železnica i autobuskih stanica.

Analizom metagenomskog sekvenciranja (proučavanja genetskog materijala iz okruženja) preko 4.700 prikupljenih uzoraka, naučnici su stvorili globalni atlas urbanog mikrobiološkog ekosistema, za koji kažu da je prvi sistematski katalog ove vrste.

Rezultati pokazuju da ne postoje dva slična grada, jer je svaka od proučenih metropola imala jedinstven „molekularni eho“ mikrobnih vrsta koje ga naseljavaju, koji se razlikuje od populacija pronađenih u drugim urbanim sredinama.

I ne samo to, već je tokom trogodišnje analize otkriveno hiljade prethodno neidentifikovanih vrsta mikroorganizama, uključujući skoro 11.000 virusa i preko 1.300 vrsta bakterija koje se ne podudaraju ni sa jednom poznatom vrstom.

„Svaki put kad sednete u vozilo javnog prevoza, ​​verovatno putujete sa potpuno novom vrstom“, kaže sistemski biolog Kristofer Mejson sa Univerziteta Kornel.

Međunarodni tim naučnika iz preko 60 istraživačkih ustanova, na kraju je prikupio uzorke iz 32 zemlje sa šest kontinenata, ali ovaj projekat je započeo sa mnogo skromnijim ciljem da utvrdi mikrobiološki sistem podzemne železnice u Njujorku.

Pošto je taj rad počeo da privlači pažnju naučnika, Mejson je pokrenuo projekat „MetaSAB“, međunarodnu saradnju koja pokušava da utvrdi urbani biom sa kojim milioni ljudi svakodnevno dolaze u dodir.

„Sada je očigledno da gradovi, generalno, imaju uticaj na zdravlje ljudi, iako su mehanizmi tog uticaja široko promenljivi, ali se često nedovoljno razumeju“, navode istraživači u svojoj novoj studiji.

„Zapravo, naše razumevanje mikrobne dinamike u urbanom okruženju van pandemija tek je započelo“.

Novi rezultati to potvrđuju. Među 4.728 analiziranih metagenomskih uzoraka (koji su svi prikupljeni pre pandemije kovida 19), pronađena je daleko veća količina nepoznatih mikroba nego poznatih.

Ukupno je identifikovano 10.928 virusa, 1.302 bakterije, dve arheje i 838.532 niza CRISPR (fragmenti virusne DNK) koji se nisu podudarali sa referentnim bazama podataka, u poređenju sa oko 4.246 vrsta urbanih mikroorganizama koji su prethodno identifikovani.

Od tog broja, istraživači navode da je set od 31 vrste mikroba koji nisu ljudskog porekla pronađen u 97 odsto uzoraka: dosledni „jezgroviti“ urbani mikrobiom koji se pojavljuje gotovo svuda.

Osim tog osnovnog jezgra, međutim, u svakom gradu postoje različite geografske varijacije mikrobne populacije. Toliko, zapravo, da Mejson kaže da bi mogao da predvidi sa oko 90 odsto preciznosti gde neka osoba živi, ako sekvencira uzorak DNK sa njihovih cipela.

„Mikrobiom sadrži molekularne obrise mesta na kojem je prikupljen“, kaže glavni autor studije, David Danko, direktor bioinformatike na projektu „MetaSAB“.

„Primorski uzorak može sadržati mikrobe koji vole so, dok uzorak iz gusto naseljenog grada može pokazati zapanjujuću biodiverzitet“, dodaje Danko.

Osim razlikovanja različitih potpisa svakog gradskog mikrobioma, istraživači se nadaju da će otkriti nove načine za identifikovanje pretnji po zdravlje različitih mikrobnih populacija, kao što su sojevi bakterija otpornih na antibiotike – za koje je u studiji dokazano da su globalno raširene, srećom, još ne u velikom broju.

Ono što ostaje da se vidi je da li je mikrobna jedinstvenost svakog grada stvar slučajnosti ili ima dublji značaj za geografske varijacije koje još ne uzimamo u potpunosti u obzir.

Pored otkrivanja potencijalno opasnih patogena, raznoliki svet nevidljivih mikroba u gradovima takođe može imati veliki značaj za medicinu, i pomoći da se otkriju biosintetski genski klasteri – jedinjenja sa potencijalom za buduće antibiotike i druge lekove.

„Jedan od sledećih koraka je sinteza i validacija nekih od ovih molekula i predviđenih biosintetskih genskih klastera, a zatim videti kako oni funkcionišu na medicinskom ili terapeutskom nivou“, objašnjava Mejson.

„Ljudi često misle da je prašuma najveći izvor biodiverziteta i novih lekova, ali isto važi i za šipke ili sedišta u metrou“.

Rezultati ove studije su objavljeni u časopisu Sel (Cell).