Mintákat vettek a városok tömegközlekedési eszközeiről, sok ezer új vírust találtak
Három éven át a világ 60 városának tömegközlekedési eszközeiről gyűjtött környezeti mintákat egy nemzetközi kutatócsapat, hogy megnézzék, városlakóként kikkel élünk szoros szomszédságban. A kutatók eredményeiket a Cell című vezető tudományos folyóiratban mutatták be, és ők úgy tudják, hogy ez lett az első nagyívű feltérképezése a városi mikroorganizmusok ökoszisztémájának.
Pedig a városi mikroorganizmusok kutatása fontos feladat, hiszen egészen más viszonyban élünk itt együtt a különféle vírusokkal és baktériumokkal, mint a kevésbé sűrűn lakott helyeken vagy az ember által még kevésbé háborgatott természetben. Az urbanizáció 20. században berobbanó lendülete, a hatalmas népsűrűség, a teljesen emberi funkciók által formált felületek, a mindent behálózó mesterséges infrastruktúra egy egészen új világot hozott létre, másfajta lakókkal.
A városi életnek egészen biztos hatása van az emberek egészségére is, bár a pontos összefüggéseket még mindig nem ismerni elég pontosan. Mint a kutatócsoport írja tanulmányában, azzal kapcsolatban, hogy a járványokon kívül hogyan hatnak a mikrobiológiai dinamikák az emberek életére a városokban, valójában csak a közelmúltban indultak el igazán a vizsgálatok, többek között a technológiai fejlődésnek, például az új-generációs szekvenáló módszerek (NGS) megjelenésének köszönhetően.
A most publikált kutatás során sok ezer mikroorganizmust azonosítottak, köztük több ezer olyat is, ami eddig nem szerepelt a referencia adatbázisokban, azaz nem volt ismert a tudomány számára. De előkerült 4246 ismert mikroorganizmus is a közlekedési eszközökről. A kutatás 2015 és 2017 között zajlott, hat kontinens 32 országának 60 városában. A kutatók olyan eszközöket használtak, melyekkel azokat a vírusokat tudták azonosítani, melyek genetikai anyaga DNS, így például a járványt kirobbantó RNS-alapú SARS-CoV-2 koronavírust nem találhatták volna meg így.
Christopher Mason, a kutatás egyik vezetője arról beszélt az eredmények ismertetésekor, hogy minden városról meg lehet állapítani, hogy melyek ott a meghatározó mikroorganizmusok. „Ha ideadod a cipődet, 90 százalékos pontossággal meg tudom mondani, melyik városból jöttél” – mondta erről Mason. Ugyanakkor az egyes városokra jellemző sajátos élőlények mellett a kutatók azonosítottak 31 fajt, melyek a globális minták 97 százalékában megtalálhatóak voltak.
Mason 2013-ban kezdett el mikrobiális mintákat gyűjteni a New York-i metróban, majd miután közzétette az első eredményeit, a világ minden tájáról jelentkeztek kutatók, hogy szeretnének hasonló vizsgálatokba kezdeni a saját városukban. E kezdeti lelkesedésből nőtt ki a globális projekt, Mason koordinálásával hirtelen több tucat város mikroorganikus élete vált felfedezhetővé, áramlottak a minták Pittsburghbe, ahol egy szuperszámítógép segítségével elemezték azokat.
És hamar kiderült, hogy a tömegközlekedési eszközökön, például jegyautomatákról, kapaszkodókról és székekről levett mintákban hemzsegnek az olyan mikroorganizmusok, melyeket nem ismertek addig: összesen 10928 vírust és 748 baktériumot találtak, ami nem szerepelt egyetlen referencia adatbázisban sem.
„Minden alkalommal, amikor leülsz a metrón, jó eséllyel egy teljesen új fajjal utazol együtt” – mondta Mason arról, hogy mennyire le vannak maradva az adatbázisaink ahhoz képest, hogy hányféle mikroorganizmus élhet körülöttünk a városokban.
A nemzetközi együttműködésből nőtt ki 2015-ben az International MetaSUB Consortium, melynek tagjai kifejezett a városi mikroorganikus bioszférák kutatására fókuszálnak. Az újabb kutatásokban már nemcsak olyan kemény felületekkel dolgoznak, mint a tömegközlekedési eszközök, de vesznek mintákat levegőből, vízből és szennyvízből is. Ők hívták életre a Globális Városi Mintavételi Napot is: minden évben június 21-én közös mintavételre biztatják a projekt követőit.
A most publikált kutatás a projekt vezetői szerint abban is segíthet, hogy a jövőben könnyebben lehessen nyomon követni betegségek megjelenését, illetve a módszertan segíthet az antibiotikum-rezisztens mikroorganizmusok felismerésében és kutatásában is.
Az antibiotikumoknak ellenálló törzsek terjedése komoly kihívást jelentenek az emberiség számára, és a Science Daily összefoglalója szerint a rezisztenciát ugyan nem könnyű pusztán a vírus genomjának szekvenálásából megállapítani, de a kutatók abban bíznak, hogy a nagyobb minták révén képesek lesznek feltérképezni azokat a géneket, melyek a rezisztenciához köthetőek. Azt már mostanra megállapították, hogy vannak városok, ahol több a rezisztens gén, és az is lehetséges, hogy vannak városspecifikus tulajdonságai egyes ellenálló géneknek.
A gyógyszerfejlesztés lehet egy további gyakorlati leágazása a projektnek: az eddig begyűjtött mintákban több mint 800 ezer új CRISPR-arrayt találtak, amik olyan részek egy baktérium genomjában, melyek korábbi bakteriofág fertőzések (azaz amikor vírus fertőz baktériumot) nyomai, és e megőrzött nyomokat vizsgálva eddig nem ismert vírusokról tudhatunk meg információkat.
Az eddigi eredményekből azt is látni, hogy számos tényező alakíthatja egy város mikrobiomját, azaz az ott élő mikroorganizmusok alkotta ökológiai rendszert: az ott élő emberek száma, a népsűrűség, a város tengerszint feletti magassága, klímája, óceántól vagy tengertől való távolsága mind számíthat.
A tanulmányt szerző kutatók is hangsúlyozzák, hogy ezek az eredmények csak a munka kezdetét jelentik, és már a közeljövőben még részletesebb adatbázisok és térképek születhetnek a városi mikroorganizmusok világáról.