Abychom mohli žít útulný život na Zemi, je ideální teplota přibližně 25 ° až 30 ° C. Ale během vlny tepla, kde se teploty mohou procházet o 40 ° C, mohou být důsledky smrtící. Lidé a nejsložitější multicelulární organismy nejsou postaveny tak, aby takové teplo tolerovaly.
To však neznamená, že žádná živá věc nemůže.
Bylo známo, že bakterie zvané termofily (což znamená „milovníci tepla“) tolerují 45 ° až 70 ° C tepla. Taková vysoká teplota může poskytnout popáleniny třetího stupně lidské pokožky.
I když se takové prostředí může lidem zdát pekelné, termofilní bakterie vidí příležitost. Místa na Zemi s takovými teplotami-včetně horkých pramenů, tepelných otvorů pro hluboké moře a kompostových hromádek-nabízejí sousedství bohaté na minerály s relativně několika konkurenčními formami života. Aby se získala hrana, některé termofilní bakterie produkují silná antibiotika jako zbraně k neutralizaci svých konkurentů.
To je přesně důvod, proč vědci považovali horké prameny po celém světě za neprozkoumané doly bakterií produkujících antibiotika. Například bylo zjištěno, že termofily izolované z horkých pramenů v oblastech ASIR a Jizan v Saúdské Arábii produkují řadu silných antibiotik účinných proti grampozitivním patogenním bakteriím.
Horké prameny Indie však nejsou příliš dobře studovány.
Vědci, kteří byli poháněni svou domnělou hodnotou, však vědci z technologického institutu Vellore (VIT) v Tamil Nadu zkoumali Rajgir Hot Spring Lake v okrese Nalanda v Bihar. Jejich zjištění byla Publikováno minulý měsíc v Indian Journal of Microbiology.
Zkoumání mikrobiální rozmanitosti
„Lidé v těchto horkých jarních jezerech berou svaté koupele, mohou být uleveny nemoci,“ řekl KV Bhaskarrao, profesor na VIT a odpovídající autor studijní práce. „Jako mikrobiolog vím, že spolu s prvky, které jsou přítomny ve vodě, mohou být za tuto takzvanou léčebnou aktivitu také zodpovědné některé z mikroorganismů.“
Studium, které mikroby jsou přítomny v těchto jezerech horkých pramenů, je náročné, protože vědci musí sbírat vzorky vody a půdy z horkého prostředí. V Rajgiru může teplota vody stoupat až na 45 ° C a půda v okolí se může pohybovat mezi 43 ° a 45 ° C.
Po sběru vzorků vědci identifikovali mikroorganismy přítomné v nich, pro které použili metagenomiku 16S rRNA. Tato technika se opírá o identifikaci genu 16S rRNA, který se nachází ve všech mikrobech, ale má mírné změny napříč druhy, což vědcům pomáhá přesně identifikovat bakterie.
Vědci našli mnoho druhů bakterií, ale jedna skupina, která obzvláště upoutala jejich pozornost, byla Actinobacteriakterý tvořil 40-43% mikrobiální rozmanitosti u jezera. Bakterie patřící do této skupiny jsou známými výrobci antimikrobiálních sloučenin. Nejprve byly objeveny známé léky, jako je streptomycin a tetracyklin Actinobacteria.
„Hot Springs studované dosud vykazovaly velmi malou rozmanitost.“ Actinobacteria: – Někdy je to jako 20% – ale v naší studii jsem je viděl, že jsou hojné v Rajgiru, “uvedla Aparana Kumari, doktorská učenec a první autor studie.
Objevování bakterií produkujících antibiotika se v době antimikrobiální rezistence stala více naléhavým-tichou epidemií poháněnou neoprávněným použitím antibiotik. Bakterie reagovaly vývojem způsobů, jak odolat drogám, a snížit jeho účinnost. Jedním z výsledků jsou rostoucí náklady na zdravotní péči, protože k léčbě jediné infekce může být vyžadováno více antibiotik. Světová zdravotnická organizace se promítá Antimikrobiální odolnost přidá do roku 2050 celosvětově do roku 2050 až 1 bilion dolarů.
Navíc je v průměru známo, že farmaceutický průmysl vyžaduje desetiletí, aby na trh přinesl nová antibiotika, zatímco bakterie se rozvíjejí rezistencí v mnohem menší době.
Objev jakékoli bakterie, která může produkovat silné antibiotikum proti patogenům, se tedy považuje za dobrou zprávu. Ne všechny termofily však produkují antibiotika a aby zjistili, které z nich dělají, vědci VIT provedli experiment antibakteriální účinnosti.
Kultivovali potenciální bakterie s různými patogenními kmeny: Vykazovali chill, Salmonella typhimurium, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosaa Staphylococcus aureus. Pokud by testovací bakterie mohly inhibovat růst patogenních bakterií na kultivační destičce, bylo to potvrzení, že byla produkována antimikrobiální sloučenina.
Tímto způsobem byl tým schopen identifikovat sedm kmenů Actinobacteria To produkovalo silné antimikrobiální látky proti několika patogenům.
Pokračování o krok dále se vědci zaměřili na izolaci specifických antibakteriálních sloučenin produkovaných těmito bakteriemi. V jiném příspěvku zveřejněném v Chemické papíryAntibakteriální sloučenina byla úspěšně extrahována z bakterie identifikované jako Actinomycetales bakterie spp., získané z horkého pramene Rajgir. (Zatímco Chemické papíry Studie byla zveřejněna před Indian Journal Microbiology Jeden, dílo, které popisuje, přišla.)
Tato bakterie vytvořila řadu sloučenin. K izolaci toho s antibakteriální aktivitou vědci použili hmotnostní spektrometrii plynové chromatografie, sofistikovanou techniku pro oddělení sloučenin na základě jejich chemických vlastností.
Bylo zjištěno, že sloučenina je diethylftalát a inhibovala růst Listeria monocytogenesPatogenní bakterie, která způsobuje listeriózu, fatální infekce potravin. Toto zjištění naznačuje, že diethylftalát by mohl být potenciálně vyvinut jako lék proti L. monocytogenes infekce.
Průmyslový, zemědělský potenciál
Potenciál termofilů přesahuje antibiotika: mají mnoho aplikací napříč průmyslovými odvětvími. Například test PCR-široce používaný během pandemie Covid-19 pro kontrolu přítomnosti viru-vyžaduje enzym, který byl poprvé nalezen v termofilu nazývaném termofilu Thermus Aquaticus.
A Studie 2018 v Hranice v mikrobiologii Podle vědců z Banaras Hindu University uvedli, že koktejl bakterií z horkého pramene v oblasti Chumathang v okrese Leh má schopnost podporovat růst rostlin. Docent a vedoucí autor studie Jay Prakash Verma uvedl, že kmeny horkých rouch jsou účinné pro průmyslové a zemědělské aplikace díky jejich nemovitostem odolných proti teplu.
Mohit Nikalje je absolvent IISC a vědecký komunikátor se sídlem v Bengaluru.
Publikováno – 4. června 2025 05:30
