Мёртвые бактерии в почве продолжают распространять устойчивость к антибиотикам

Новое исследование под руководством биологов из Университета штата Мичиган показывает, что мёртвые бактерии могут передавать гены устойчивости к антибиотикам живым бактериям в почве. Это открытие имеет серьёзные последствия для борьбы с устойчивостью к антибиотикам в сельском хозяйстве.

Всемирная организация здравоохранения называет устойчивость к антибиотикам одной из крупнейших угроз продовольственной безопасности. Этот процесс, известный как горизонтальный перенос генов, происходит, когда живые бактерии поглощают ДНК, высвобождаемую при разрушении мёртвых клеток.

Исследование в полевых условиях

Учёные собрали образцы почвы на территории W. K. Kellogg Biological Station, простерилизовали их и добавили живые клетки почвенной бактерии Pseudomonas stutzeri вместе с ДНК её антибиотикоустойчивых форм. В течение 15 дней они наблюдали, как часто живые клетки интегрируют чужеродную ДНК.

Ключевые результаты:

• Живые бактерии могут поглощать ДНК даже при её низких концентрациях.
• Клетки, получившие новые гены, сохранялись на протяжении всего эксперимента.
• ДНК в почве может сохраняться дольше 15 дней.

Неожиданная роль влажности почвы

Наиболее эффективно горизонтальный перенос генов происходил при слегка пониженной влажности почвы. Это удивило исследователей, так как в более влажной среде бактерии более подвижны и активнее размножаются, что, предположительно, должно увеличивать их шансы встретить ДНК.

«Периоды их наибольшего роста не совпадают с периодами наиболее высокой скорости переноса генов», — отметила ведущий автор исследования Хизер Киттредж.

Практические последствия для сельского хозяйства

Исследование указывает на уязвимость в текущей практике обработки навоза, который используется как удобрение. Навоз часто нагревают, чтобы убить бактерии, но этого недостаточно.

«Температура, при которой погибают бактерии, и температура, при которой разрушается ДНК, — разные», — пояснила Киттредж.

Вывод: Повышение температуры обработки для деградации ДНК, а не только для уничтожения живых клеток, может стать важной мерой в борьбе с распространением генов устойчивости.

Общий вывод работы: Мёртвые бактерии и их ДНК являются недооценённым путём распространения антибиотикорезистентности в окружающей среде, что требует пересмотра существующих методов биобезопасности.