Опасные бактерии, найденные в современных больницах, возможно, произошли от предков, которые жили в пищеварительной системе первых животных, бродивших по земле.
Современные супербактерии
Энтерококки являются одними из так называемых супербактерий. Это значит, что их нельзя убить антибиотиками и чистящими средствами. Стоит отметить, что на сегодняшний день проблема супербактерий стала чрезвычайно серьезной, поскольку они проявляют устойчивость практически ко всем известным человечеству видам антибиотиков.
В ходе нового исследования ученые обнаружили, что некоторые из признаков, которые позволяют современным супербактериям сопротивляться антибиотикам, возможно, помогли им выжить в древних животных, которые выбрались на сушу примерно 450 миллионов лет назад.
Анализируя геном и растущие модели энтерококков, исследователи смогли «заглянуть в прошлое» и частично представить себе их ранних предков и эволюцию к современным супербактериям.
Особенности энтерококков
Энтерококки чаще всего встречаются в кишечнике человека, но также они способны вызывать инфекции мочевого тракта, крови и других органов. Исследователи попытались найти ответ на вопрос, почему энтерококки так хорошо приспособлены к выживанию в современных больницах и способны сопротивляться многим типам антибиотиков. Именно эти бактерии чаще всего приводят к внутрибольничным инфекциям.
Когда появился этот род
Исследователи проанализировали генетические данные энтерококков, чтобы определить, когда возник их род. Для этого они использовали метод, который принимает во внимание ожидаемую скорость, с которой изменяется ДНК бактерий, что позволяет ученым оценить приблизительное время появления этого рода.
Подсчеты ученых показывают, что предки энтерококков появились предположительно 425-500 млн лет назад. Приблизительно в то же время из океана на сушу впервые вышли животные. Кроме того, исследователям удалось обнаружить, что когда энтерококки эволюционно отделились от своего близкородственного рода под названием Vagococcus, они приобрели гены, позволяющие им выживать в условиях экологического стресса.
Лабораторный эксперимент
Исследователи провели также отдельный эксперимент: в лабораторных условиях они вырастили некоторые виды энтерококков, воздействуя на них различными условиями. Они обнаружили, что по сравнению с другими бактериями энтерококки лучше растут в суровых условиях, к примеру, таких как голодание, сухость и воздействие средств для дезинфекции. Все виды, задействованные в исследовании, также отличались естественной устойчивостью к ряду антибиотиков, даже несмотря на то что некоторые их виды никогда ранее не встречались в больнице.
Чем отличается жизнь энтерококков на суше и в океане
Вместе все эти данные свидетельствуют о том, что энтерококки произошли от предков, которые жили в кишечнике животных, когда они вышли на сушу. В водной среде бактерии, которые обитают в кишечнике животных, выделяются в океан, затем опускаются на морское дно, где потребляются планктоном, который затем съедают другие рыбы. Однако бактерии, которые живут в организме земных животных, выводятся с калом и могут оставаться в состоянии покоя в течение длительных периодов времени, в результате чего высыхают и умирают. Но энтерококки оказались специально приспособленными к выживанию в этих сухих, жестких условиях. Те же особенности, которые позволили их предкам выживать в сухой окружающей среде, в периоды голода и в других суровых условиях на земле, по всей видимости, помогают современным бактериям выживать в больницах.
Развив способность выживать в неблагоприятных условиях суши, предки энтерококков передали ее своим потомкам, которые в настоящее время могут пережить высыхание, голодание и дезинфекцию в современной больнице.
Дополнительные исследования
Ученые планируют дополнительно исследовать гены, позволяющие энтерококкам приспосабливаться к сложным условиям, надеясь, что это поможет разработать новые виды антибиотиков и дезинфицирующих средств, нацеленных исключительно на этот тип бактерий.
Ученые отмечают, что это исследование является гипотезой, которая согласуется с доступными на сегодняшний день данными, но ее трудно доказать, учитывая, что с момента выхода первых животных на сушу прошло сотни миллионов лет.
