Микроорганизмы из горячих источников способны перелетать с континента на континент.

Многие болезни распространяются по воздуху, воздушно-капельным путём: если больной человек чихнёт, то другой человек, который вдохнёт микрокапельки жидкости с бактериями или вирусами, тоже подхватит инфекцию. Но насколько далеко может улететь какая-нибудь бактерия?

Горячий источник на севере Чили. (Фото: Ярослав Исполатов / University of Santiago de Chile)

Бактерия Thermus thermophilus под электронным микроскопом. (Фото: thermos.org) 

Исследователи из Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами из Института молекулярной генетики РАН, Ратгерского университета и Университета Сантьяго изучали термофильную бактерию Thermus thermophilus, которая любит жить в горячей воде – оптимальная температура для неё равна 65°С. Бактерий брали из горячих источников Италии, Чили и России. Как и прочим бактериям, Th. thermophilus приходится защищаться от вирусов-бактериофагов. Для защиты от вирусов бактерии используют систему CRISPR/Cas.

Если очень коротко и очень грубо описать, как эта система работает, то всё выглядит так: у бактерии есть библиотека фрагментов вирусной ДНК, и когда в бактерии появляется какая-то подозрительная ДНК, она сравнивает её с хранящимися вирусными фрагментами. Если подозрения оправдались, то специальные белки мгновенно разрушают чужеродную ДНК, не давая вирусу размножаться. Библиотека вирусных образцов постепенно пополняется, а при делении копии её уходят дочерним бактериальным клеткам.

Если прочитать вирусную библиотеку, можно понять, с какими вирусами приходилось иметь дело самой бактерии и её предкам. Можно предположить, что у Th. thermophilus из одного горячего источника будет одна вирусная библиотека, а у Th. thermophilus из другого источника – другая. В статье в Philosophical Transactions of the Royal Society B говорится, что у бактерий, взятых из одного места (которых разделяли не более нескольких сотне метров), библиотеки, как и ожидалось, были очень похожи: одни и те же вирусные последовательности стояли в бактериальной ДНК в одних и тех же местах.

Но при этом у бактерий, которые жили в разных источниках, расположенных в разных частях страны, и даже на разных континентах, тоже нашлись похожие участки в библиотеках вирусов, пусть и не в таком количестве, как у бактерий из одного источника. Причина такого сходства может быть лишь в том, что бактерии перелетели из одного источника в другой. То есть даже термофильная бактерия, которая размножается лишь в горячей воде, может преодолеть тысячи и тысячи километров.

Вряд ли только Th. thermophilus способна к таким перелётам. Наверняка среди патогенных бактерий тоже есть такие, которые могут преодолевать огромные расстояния по воздуху – и хорошо бы узнать, какие именно, чтобы можно было точнее предсказывать распространение тех болезней, которые могут вызывать такие путешественники.