Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) выяснили, что коралловые рифы могут быть источником множества ранее неизвестных соединений для создания лекарств. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Во время экспедиции по Тихому океану исследователи собрали более 800 образцов кораллов с рифов около 30 островов. Затем команда под руководством микробиолога-эколога Шиничи Сунагавы расшифровала геномы микроорганизмов, живущих внутри и на поверхности кораллов.
В итоге ученые обнаружили 645 видов бактерий и архей, более 99% которых ранее никогда не встречались в генетических базах данных. Оказалось, что эти микроорганизмы тесно связаны с конкретными видами кораллов и практически не встречаются в окружающей морской воде.
Особый интерес вызвала химическая активность микробов. Чтобы защищаться от патогенов и конкурентов в густонаселенной экосистеме рифа, они производят множество биологически активных соединений. Анализ показал, что рифовые микробы содержат огромное количество генов, отвечающих за синтез сложных молекул, причем около 64% таких «химических рецептов» ранее не были известны науке.
Исследователи проверили часть найденных соединений в лаборатории. Один из обнаруженных бактериальных ферментов позволил синтезировать молекулу, способную блокировать эластазу нейтрофилов человека — фермент, связанный с воспалительными повреждениями тканей. По словам авторов, подобные вещества могут представлять интерес для разработки новых противовоспалительных препаратов.
Неожиданно самым богатым по разнообразию микробов оказался не каменистый, а огненный коралл. Его микробиом содержал почти вдвое больше генетических кластеров, связанных с производством химических веществ, чем у мягких кораллов, которые раньше считались главным объектом подобных исследований.
Авторы отмечают, что пока изучены лишь три рода кораллов, тогда как рифовые экосистемы включают сотни видов организмов. По мнению ученых, коралловые рифы могут скрывать огромный запас новых антибиотиков, ферментов и лекарственных соединений.
При этом многие рифы стремительно исчезают из-за потепления океана, и часть потенциально ценных молекул может быть утрачена еще до их открытия.
Ранее найденная в Китае губка помогла закрыть 160-миллионный пробел в эволюции животных.