Здоровье и благополучие человека неразрывно связаны с качеством нашей личной среды и населяющих ее микробиомов.
И наоборот, микробиом жилой среды зарождается, формируется и изменяется под влиянием поведения жильцов, уборки, личной гигиены и выбора продуктов питания, а также географического положения и разнообразия инфраструктуры. Микробиом жилой среды очень изменчив и подвержен влиянию множества факторов. Понимание природы и масштабов этих воздействий, включая потенциальную роль бактериофагов в управлении структурой и функциями микробного сообщества, необходимо для разработки дизайна, способствующего здоровью человека и окружающей среды, а также долговечности элементов, из которых состоят наши здания.
Изучение фагов и их хозяев с помощью метагеномики позволяет лучше понять взаимодействие фагов и бактерий в биопленках и потенциально облегчает борьбу с биопленками. В связи с динамичностью среды, экстремальными изменениями температуры, периодами увлажнения/высыхания и воздействием гигиенических/чистящих средств, а также низкой биомассой и переходным характером микробиомов в помещениях, предполагается, что заражение бактериофагами хозяев в этих уникальных условиях отличается от взаимодействия с биопленками в окружающей среде.
Уже давно известно, что наши зубные щетки и душевые лейки полны бактерий, но мы мало знаем о вирусах, которые также обитают на этих поверхностях. Авторы недавнего исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Microbiomes обнаружили на зубных щетках и душевых лейках сотни видов бактериофагов, причем многие из них никогда не встречались ранее. Чтобы получить более полную картину, Эрика Хартманн из Северо-Западного университета в Иллинойсе и ее коллеги взяли мазки с 92 душевых леек и 36 зубных щеток из ванных комнат жителей США. Секвенировав ДНК образцов, исследователи обнаружили более 600 видов бактериофагов.
«Это невероятно, это просто подтверждает, сколько всего неизвестного существует на свете», - говорит Хартманн. Исследователи не проверяли, влияют ли вирусы на тысячи бактерий, которые они также обнаружили, но бактериофаг, как правило, делает одно из двух, говорит Хартманн. Он может захватить молекулярный механизм бактерии, чтобы создать свои копии, а затем убить бактерию при выходе из нее. Или он может интегрироваться в бактериальный геном и изменить поведение бактерий.
Несмотря на то, что и зубные щетки и лейки находятся в ванных комнатах домов, микробиомы, особенно вирусные сообщества, отличаются друг от друга уникальными особенностями. Эти наблюдения позволяют предположить, что между этими предметами в жилой среде не существует значительной коммуникации. Вирусный состав и численность вирусов в жилой среде, по-видимому, не зависят напрямую от факторов окружающей среды, но могут быть модулированы реакцией их бактериальных хозяев на факторы окружающей среды.
Бактериофаги, которые идентифицировали Хартманн и ее коллеги, вероятно, присутствуют в бактериальных биопленках на любой влажной поверхности в доме, например, в раковинах и внутри холодильников. «Мы абсолютно точно можем обнаружить их где угодно», - говорит она. «Это увлекательный материал, который позволяет нам лучше понять масштаб и детали активности фагов в доме», - отмечает Джек Гилберт из Калифорнийского университета.
Поскольку сконструированные бактериофаги можно использовать для уничтожения резистентных к лекарствам бактерий, когда антибиотики не помогают, открытие такого количества новых бактериофагов может указать путь к новым методам лечения. Результаты данного исследования также свидетельствуют о недостатке информации о бактериофагах в закрытых помещениях и указывают на необходимость разработки более ориентированных на вирусы методов выделения ДНК и специфического секвенирования, направленных на понимание вирусного воздействия на микробиом в жилой среде.
