Специалисты Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН впервые установили, какие микроорганизмы циркулируют в атмосфере Новосибирска и как меняется их сообщество в зависимости от времени года. Изучение состава воздуха методами геномного секвенирования ведется уже несколько лет. В проекте также принимают участие Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН и Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор».

Более 65 % от общего количества бактерий, обнаруженных в атмосфере, представлены четырьмя типами: протеобактерии, актинобактерии, фирмикуты и цианобактерии. Первые два преобладают в осенне-зимний период, а другие – весной и летом соответственно. У грибов несколько иная картина: более 90 % всех найденных в воздухе составляют аскомикоты и базидиомикоты, встречаемость которых антикоррелирует – то есть на максимум одного приходится минимум другого. Базидиомикоты преобладают осенью, а аскомикоты – в остальные сезоны года.

Пилотный проект по исследованию биоразнообразия микроорганизмов, переносимых воздухом, является уникальным для России. Воздух – довольно сложный объект для изучения, так как концентрация частиц и микроорганизмов в нем крайне низкая, что требует проведения фильтрации. Ученые отбирают воздух днем и ночью в различных районах Новосибирска дважды в месяц уже третий год подряд. Образцы проходят комплексный анализ. ИХКГ СО РАН с помощью хромато-масс-спектрометрического анализа исследует его химический состав. ГНЦ ВБ «Вектор» занимается оценкой культивируемых бактерий. ИХБФМ СО РАН с помощью метагеномных подходов решает основную задачу проекта по оценке разнообразия бактерий и грибов в воздухе.

«Сложность изучения микробиома воздуха (сообщества всех микроорганизмов, которые в нем содержатся) стандартными микробиологическими методами состоит в том, что большую часть сообщества невозможно культивировать в лабораторных условиях. Выходом становится использование метагеномного подхода, суть которого сводится к выделению из образца тотальной ДНК и ее секвенирования на высокопроизводительной платформе. Анализ полученных при этом нуклеотидных последовательностей позволяет провести идентификацию большинства бактерий и грибов. Предварительные результаты проекта позволили нам впервые описать разнообразие микроорганизмов в атмосфере Новосибирска, а также выявить цикличность в их встречаемости в зависимости от времени года», – рассказывает руководитель проекта и ЦКП «Геномика» ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Марсель Расимович Кабилов.

Ясно, что качество и чистота воздуха как в квартире, так и на улице крайне важны. Когда речь идет о загрязнении атмосферного воздуха, то, конечно, в первую очередь имеются в виду химические соединения, например такие, как оксиды серы, азота и углерода, бензпирен, фенол, а также аэрозоль – микрочастицы органического и неорганического состава. Большинство из них имеют техногенное происхождение, то есть напрямую связаны с деятельностью человека и работой всевозможных производств. Мониторинг химического и аэрозольного загрязнений в той или иной степени ведется в городах в рамках государственного мониторинга атмосферного воздуха. Однако не стоит забывать, что в атмосфере присутствует и биологическая составляющая, а именно – микрочастицы растительного и животного происхождения, а также всевозможные живые микроорганизмы, в первую очередь бактерии и грибы. Вопрос о том, как они влияют на человека и окружающую среду в целом, до сих пор остается открытым. Текущий проект является пробным шагом в этом направлении и стал первым в России систематическим исследованием подобного рода.

Источники: «Наука в Сибири»,
пресс-служба ИХБФМ СО РАН.