Бактериальные сообщества на листьях морской травы подавляют водные патогены
Морские травы — единственные цветковые растения, вернувшиеся в море с суши. Они образуют обширные подводные луга, которые являются одними из самых продуктивных и разнообразных экосистем на Земле. Эти луга выполняют множество важных функций: служат нерестилищами для рыб, стабилизируют донные отложения и эффективно запасают углекислый газ.
Морские луга как естественные очистители воды
Исследования показали, что морские луга снижают количество патогенных бактерий в окружающей воде. Например, в 2017 году было обнаружено, что относительное обилие вредных бактерий, включая фекальные и опасные для человека и животных, в индонезийских зарослях морской травы на 50% ниже, чем в воде за их пределами. Последующие работы подтвердили снижение численности таких патогенов, как Escherichia coli, энтерококки, Salmonella и виды Vibrio.
Как морская трава борется с патогенами?
Учёные из Исследовательского подразделения химии морских природных соединений GEOMAR изучают механизмы этого санитарного эффекта. Первые результаты опубликованы в журнале Science of the Total Environment.
«Устранение патогенов из воды — очень сложное явление, включающее физические, (микро)биологические и химические механизмы», — говорит профессор Дениз Ташдемир, старший автор исследования.
Исследователи начали с анализа культивируемого микробиома обычного вида морской травы Балтийского моря Zostera marina и производимых им природных молекул. Они выделили почти 90 бактерий и грибов с поверхности и из внутренних тканей листьев (и корней) и протестировали их экстракты на антибиотическую активность против широкой группы водных, человеческих и растительных патогенов, включая виды Vibrio.
Исследование показало, что бактерии со здоровой поверхности листьев обладают сильной антибиотической активностью широкого спектра, в некоторых случаях превосходящей коммерческие антибиотики. «Это подтвердило нашу гипотезу», — отмечает профессор Ташдемир.
Помимо нескольких известных противомикробных соединений, команда также обнаружила в этих бактериях присутствие многих новых молекул. Эти новые соединения теперь будут выделены (химически очищены), их структуры идентифицированы, а потенциал в качестве будущих морских антибиотиков — оценён.
«Для нас это лишь верхушка айсберга. Мы сейчас активно работаем с международной командой над другими химическими и микробиомными механизмами и тем, как они могут способствовать гигиеническому эффекту морских трав в лабораторных и океанических условиях», — говорит профессор Ташдемир.
Антибиотики из моря: потенциал микробиома морской травы
Связанное с изменением климата потепление океана увеличивает нагрузку патогенов, таких как виды Vibrio, в прибрежных водах в летние месяцы. Это также представляет серьёзную проблему для общественного здравоохранения в немецкой части Балтийского моря, где регистрируются случаи гибели отдыхающих. Поэтому защита и восстановление лугов морской травы как никогда важны для здоровья океанов и людей.
С другой стороны, микробиом морской травы обладает большим потенциалом для открытия новых антибиотиков против других человеческих инфекций, что имеет огромное значение в борьбе с растущей антибиотикорезистентностью.