Ученые объяснили, как бактерии спасают нашу планету

Они способны на многое: умеют поглощать загрязнения, собирать отходы, генерировать энергию и помогать людям оставаться здоровыми. Кто они, эти спасители? Бактерии. Как бы маловероятно это ни звучало, но и здоровье, и благополучие человечества могут обеспечить эти скромные микробы.

Исследования последних лет показали грандиозные возможности использования бактерий и для создания биотоплива, и для замедления темпов изменения климата, и для выращивания высококачественного белка без большого углеродного следа, и для борьбы с устойчивостью к антибиотикам. Остановимся на бактериях, влияющих на здоровье человека и ведущих к выращиванию белка «из воздуха».

Здоровье человека

Бактерии могут быть вредны для человека. Они вызывают смертельные заболевания, в том числе туберкулез и холеру. Как следствие, антибиотики, убивающие бактерии, были названы одним из величайших открытий XX века: только один пенициллин спас около 200 миллионов жизней за последние 80 лет.

Но бактерии также могут быть полезными. Каждый организм несет триллионы полезных бактерий и других микробов на коже и в кишечнике.

Они не только помогают извлекать энергию из нашей пищи – «хорошие» бактерии защищают человека от болезнетворных «плохих» бактерий: патогены просто не могут заселить кишечник, если в нем все пространство «занято» полезными микроорганизмами.  

Именно так происходит в здоровом организме. Если же микрофлора кишечника повреждена, например, длительным приемом антибиотиков, то болезнетворные микробы могут начать размножаться. Один из них – Clostridioides difficile, вызвающий диарею, тошноту и жар.

Исследования последних двух десятилетий выявили удивительный способ лечения инфекций C. difficile. Если образец фекалий здорового человека переносится в кишку больного, то содержащиеся полезные бактерии вытесняют растущие C. difficile.

Эти «фекальные трансплантаты» также могут помочь в лечении других заболеваний. Но на данный момент не совсем понятно, как именно. Профессор Сет Борденштайн из Университета Вандербильта в штате Теннесси, изучающий взаимодействие между животными, микробами и вирусами, говорит, что пока точно не известно, какие именно бактерии оказывают такое позитивное влияние.

Зато другая бактерия – Escherichia coli – изучена досконально. Исследователи за несколько десятилетий так много узнали об этой кишечной палочке, что сегодня превратили ее в крошечный программируемый биокомпьютер, который применяется для лечения различных заболеваний.

Их используют для доставки средств противоопухолевой терапии. Для этого ученые ввели дополнительную ДНК в кишечную палочку, которая позволяет бактериям производить мощные борющиеся с раком молекулы, называемые нанотелами.

Другой фрагмент дополнительной ДНК приводит клетки E. coli к самоуничтожению, как только они доставляют нанотела в раковые ткани. Конечным результатом является форма кишечной палочки, которая при попадании в организм нацеливается и помогает уничтожить опухоли. 

Данные опыты были успешно проведены на мышах. Прежде чем начнутся испытания на людях, необходимо преодолеть нормативные препятствия, связанные с безопасностью лечения людей с помощью генно-инженерных микробов.

Питание

Потребность человечества в белковой пище лишь возрастает. А возможности обеспечить ею всю планету снижаются. На помощь могут прийти бактерии. Бактерии, называемые гидрогенотрофами, способны превращать CO2 в белки, пригодные для потребления человеком.

Растения, которые мы едим или которыми кормим домашний скот, растут потому, что берут энергию от Солнца и используют ее для превращения CO2 в углеводы. Увы, растения не развили способность превращать CO2 в пищу.

Сегодня ученые разрабатывают возможность использования солнечного электричества для помощи бактериям вырабатывать белок из CO2.

Этот подход предполагает использование энергии солнечных батарей для расщепления молекул воды и выработки газообразного водорода. Специальные бактерии используют этот водород в качестве источника энергии для превращения атмосферного CO2 в высококачественный белок, который может заменить животные белки в рационе человека. Такая технология позволит значительно уменьшить площадь сельскохозяйственных угодий.

Ученые говорят, что существует огромный потенциал для создания экологически чистого белка с использованием бактерий и других микробов.

Остается главный вопрос: как на бактериальный белок отреагирует потребитель?

Подробнее

Мнение специалиста

Подпишитесь на еженедельную рассылку наших новостей

Читают также

Случайная статья

Употребление кофе может защитить от рака печени, доказали ученые
Согласно новым исследованиям Королевского университета в Белфасте (Северная Ирландия), употребление кофе может на 50% снизить вероятность развития самого распространенного вида рака печени. Ис ...
[ читать далее ]
Загрузка...
Load next
Facebook Twitter Telegram