Петербургские ученые нашли в человеческих фекалиях почти сотню претендентов на новые антибиотики

Антибиотики, как микроскопические пули, которыми бактерии убивают друг друга. Люди адаптировали часть из них для борьбы с инфекциями. Их могут производить разные микроорганизмы. А микроорганизмами населен и кишечник человека. Ученые задали себе вопрос: «Могут ли и бактерии, обитающие в нашем кишечнике (которых насчитывают до тысячи различных видов) производить антибиотики?».

19 декабря 2019

Петербургские ученые нашли в человеческих фекалиях почти сотню претендентов на новые антибиотики — Источник:
pixabay

Международная группа ученых под руководством Павла Певзнера, биоинформатика из СПбГУ, разработала новый способ искать циклопептиды — класс веществ, в который входят многие антибиотики. Ученые проанализировали масс-спектры образцов человеческого кала и нашли там 79 кандидатов на роль убийц бактерий. Программу для поиска циклопептидов назвали CycloNovo.

Она анализирует выходные данные современных высокоточных масс-спектрометров — чувствительных «молекулярных весов», которые разбивают молекулы на небольшие фрагменты и измеряют их массу. Путем анализа масс молекулярных фрагментов CycloNovo определяет, какие именно масс-спектры соответствуют циклопептидам, а не стандартным линейным соединениям, и затем выявляет их структуру — аминокислотную последовательность. Эту процедуру специалисты сравнивают с поиском иголки в стоге сена.

При помощи программы исследователи проанализировали масс-спектры кала одного из исследователей, который собирал его в течение четырех лет. В них обнаружили большое количество циклопептидов, свойственных семенам льна, а не бактериям, входящим в микробиоту человека. Сначала учёные усомнились в корректности работы алгоритма, но вскоре выяснили, что человек, чей кал использовали в эксперименте, пил льняное масло, а дни его употребления точно совпадают с датами, в которые собирались образцы. Так, впервые было наглядно продемонстрировано, что циклопептиды из пищи могут сохранять свою структуру при прохождении через неблагоприятную среду желудка и кишечника. Возможно, именно циклопептиды — основной фактор, объясняющий антимикробную активность семян льна. Кроме того, оказалось, что циклопептиды семян льна — это только несколько представителей из 79 циклопептидов, обнаруженных CycloNovo в образцах стула. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Systems.