Každé mesto skrýva svoj vlastný mikrosvet, ukázal nový výskum

Denisa Koleničová

Na začiatku štúdie bolo batoľa, ktoré olízalo stĺp v metre. Neskôr sa do projektu zapojili vedci zo šesťdesiatich krajín sveta.

Rôzne vírusy. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok, Zdroj: iStockphoto.com

Vo vedeckých výskumoch síce odborníci skúmajú veľké záhady, ale na ich začiatku stojí často obyčajná príhoda zo života. Rovnako to bolo aj v prípade genetika Chrisa Masona. 

Pre magazín Science povedal, že keď bola jeho dcéra batoľa, vždy zaujato sledoval, ako sa dotýka rozličných povrchov v newyorskom metre. Až do momentu, keď jedného dňa olízala stĺp. 

V danej chvíli mu vraj bolo jasné, že došlo k mikrobiálnej výmene. Zúfalo chcel vedieť, čo sa presne stalo. 

Aby to zistil, začal v metre robiť rôzne stery a odoberať vzorky mikrobiálneho sveta, ktorý je v dopravných prostriedkoch a ticho koexistuje s ľuďmi. 

Po tom, ako jeho štúdia v roku 2015 odhalila, že v New Yorku sa nachádza množstvo neznámych vírusov aj baktérií, ktoré doposiaľ vedci vôbec nepoznali, kontaktovali Masona ďalší odborníci. Tí chceli k tomuto výskumu prispieť. 

Po troch rokoch zbierania vzoriek z podchodov, autobusov, vlakov a električiek v šesťdesiatich mestách po celom svete prišli Chris Mason a jeho spolupracovníci s prevratnými výsledkami. Vytvorili prvý systematický celosvetový katalóg mestského mikrobiálneho ekosystému. 

Odborníci v ňom identifikovali tisíce nových vírusov i baktérií a zistili, že každé mesto skrýva jedinečný mikrobiálny svet. 

Výsledky štúdie publikoval prestížny časopis The Cell. Experti hovoria, že získané údaje poskytujú materiál na štúdium počas ďalšieho desaťročia. 

Nadzemné metro v Južnom Brooklyne. Zdroj: iStockphoto.com

Nadzemné metro v južnom Brooklyne. Zdroj: iStockphoto.com

Vplyv na ľudské zdravie

V minulosti boli mestá domovom pre iba zlomok ľudí. Väčšina uprednostňovala vidiek či malé dedinky. 

Vedci tvrdia, že za posledné dve desaťročia sa situácia otočila. Aktuálne žije 55 percent svetovej populácie práve v mestách. 

Štúdie tiež ukázali, že ľudia, ktorí žijú v mestách, interagujú s mikróbami inými spôsobmi ako tí, ktorí žijú na dedine. 

Pritom práve mikróby v prostredí plnom technických stavieb lekári označujú ako možný zdroj rozličných nákaz. Dokonca už určili aj alergie, ktoré môžu byť spojené s narastajúcou urbanizáciou. 

Podľa odborníkov je zrejmé, že mestá majú vplyv na ľudské zdravie, aj keď priznávajú, že mechanizmy tohto vplyvu sú rôzne a ešte málo objasnené. 

A práve v tomto bádaní môže vedcom pomôcť celosvetový katalóg mestského mikrobiálneho sveta. 

Prázdne metro v New Yorku. Zdroj: iStockphoto.com

Prázdne metro v New Yorku. Zdroj: iStockphoto.com

Jedenásťtisíc nových vírusov

Na začiatku projektu musel Chris Mason so svojimi spolupracovníkmi prísť na to, ako dôsledne odoberať vzorky. 

Rozhodli sa, že stery budú robiť na rozličných miestach v mestskej hromadnej doprave. Vzorky odoberali z lavičiek, turniketov aj automatov na lístky.  

Urobiť jeden ster trvalo približne tri minúty. Vedci odhadli, že tento čas postačí na to, aby získali dostatok genetickej informácie a zároveň nepôsobili na okoloidúcich ako čudáci.

Chris Mason tieto tri minúty definoval ako dokonalú rovnováhu medzi výťažkom DNA a sociálnym diskomfortom. 

Následne DNA analyzovali v laboratóriu. Zistili, že asi 45 percent genetickej informácie sa nezhoduje so žiadnymi doposiaľ známymi druhmi. Takmer 11-tisíc vírusov a 1302 baktérií označili vedci ako nové. 

Vytvorili tiež skupinu, ktorú nazvali jadro mestského mikrobiómu. Obsahoval 31 druhov baktérií a vírusov, ktoré sa na 97 percent nachádzali vo všetkých mestách. Určili aj ďalších 1146 druhov, ktoré sa nachádzali vo viac ako 70 percentách vzoriek. 

Medzi bežné druhy baktérií patrili napríklad tie, ktoré sa často nachádzajú na ľudskej pokožke. Vyskytovali sa najmä na povrchoch, ktorých sa ľudia v mestskej hromadnej doprave často dotýkajú, napríklad na zábradliach. 

Ďalšími bežnými druhmi boli baktérie, ktoré sa často nachádzajú v pôde, prachu alebo vo vzduchu. 

Petriho misky s rôznymi vzorkami. Zdroj: iStockphoto.com

Petriho misky s rôznymi vzorkami. Zdroj: iStockphoto.com

Jedinečné druhy

Vedci našli vo vzorkách aj druhy, ktoré boli menej rozšírené. Pri každom meste tak dokázali určiť jedinečný mikrobióm. 

Bol taký špecifický, že odborníci vďaka nemu dokázali s 88-percentnou presnosťou určiť, odkiaľ náhodné vzorky pochádzajú. 

Napríklad v New Yorku našli baktériu známu pod latinským názvom Carnobacterium inhibens, ktorá produkuje kyselinu mliečnu a dokáže prežiť aj na miestach s nižšou teplotou. 

Odborníci si vedia predstaviť, že práve takéto údaje by sa mohli v budúcnosti využívať aj v kriminalistike.

Nástupište metra Times Square-42 Street v New Yorku počas pandémie. Zdroj: iStockphoto.com

Nástupište metra Times Square-42 Street v New Yorku počas pandémie. Zdroj: iStockphoto.com

Odpovede a otázky

Ďalším prínosom štúdie je jej využitie v zdravotníctve. Vedci chcú totiž novoobjavené druhy podrobne skúmať, pričom veria, že by vďaka tomu mohli odhaliť aj novovznikajúce patogény. 

Napriek nespochybniteľnému prínosu celosvetového zmapovania mikrobiómu vedci vysvetľujú, že hlavný prínos má aj iný rozmer. 

Ten spočíva podľa nich najmä v otázkach, ktoré tento výskum otvára, pretože to, že mestá, majú rôzne mikrobiálne spoločenstvá, nie je prekvapujúce. Hlavnou otázkou však ostáva, prečo to tak je. 

Zdroje

Magazín Science

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.002

DOI: 10.3402/iee.v5.27060

DOI: 10.1111/j.1398-9995.2005.00961.x

 

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.