Приличащи на камъни, клони и ветрила. Наричат ​​се коралови рифове – подводни джунгли, гъмжащи от живот. Но никой не подозираше, че основната фабрика за лекарства е скрита не във видимите обитатели, а вътре – в света на микроорганизмите, които живеят на повърхността и в тъканите на коралите.

Експедиция, водена от швейцарски учени от ETH Zurich, събра над осемстотин проби от корали от рифове край тридесет тихоокеански острова. Екип, воден от микробиолога и еколог Шиничи Сунагава, секвенира геномите на бактериите и археите, живеещи в и на повърхността на тези животни.

Резултатът надмина и най-смелите очаквания.

Изследователите са открили 645 вида микроорганизми. Повече от 99 процента от тях никога не са били наблюдавани преди в световните генетични бази данни. Това не са просто нови щамове. Те представляват цели клони от дървото на живота, за които науката никога не е подозирала.

Нещо повече, тези микроорганизми се оказаха строги специалисти. Всеки микробен вид е тясно свързан със специфичен вид корал и практически не се среща в околната морска вода. Водата около рифа е едно нещо. Но на повърхността на корала има различен, уникален микросвят.

Химически оръжия на подводната джунгла

Кораловият риф е едно от най-гъсто населените места на планетата. Хиляди видове живеят в непосредствена близост, конкурирайки се за пространство и храна и защитавайки се от хищници и болести. В тази пренаселена среда кораловите микроорганизми са разработили мощни химически оръжия.

За да се защитят от патогени и конкуренти, кораловите микроби произвеждат огромен брой биологично активни съединения. Анализът на техните геноми разкри, че те съдържат множество гени, отговорни за синтеза на сложни молекули. И около шестдесет и четири процента от тези „химически рецепти“ са били непознати преди това на науката.

Две трети са неизвестни молекули. Огромен неизследван резерв.

Първи резултат: противовъзпалително средство

Изследователите не се ограничили само до секвениране на генома. Те тествали някои от съединенията, които открили в лабораторията. Един от откритите бактериални ензими им позволил да синтезират молекула, способна да блокира човешката неутрофилна еластаза.

Неутрофилната еластаза е ензим, който обикновено помага на тялото да се бори с инфекциите. Но при хронично възпаление или определени заболявания, излишъкът ѝ започва да разрушава собствените тъкани на тялото. Астма, хронична обструктивна белодробна болест и ревматоиден артрит. Винаги, когато възпалението излезе извън контрол, еластазата играе разрушителна роля.

Молекула, получена от коралов микроб, блокира този ензим. Учените смятат, че подобни вещества биха могли да формират основата на нови противовъзпалителни лекарства.

Коралът с най-богато микробно разнообразие не беше този, на който изследователите се надяваха. Огненият корал – агресивно изглеждащо, ярко оцветено животно – съдържаше почти два пъти повече генетични клъстери, свързани с химическото производство, отколкото меките корали. До това проучване меките корали бяха смятани за основна цел за търсене на нови лечебни съединения.

Природата показа на учените, че търсят на грешното място. Главната аптека беше скрита другаде.

Какво се губи сега?

Авторите на изследването признават, че са изследвали само три рода корали. Рифовите екосистеми обаче съдържат стотици видове организми, всеки от които е дом на уникална микробна общност. Всеки от тях е потенциален източник на неизвестни досега антибиотици, ензими и противовъзпалителни съединения.

Но кораловите рифове бързо изчезват. Затоплянето на океана причинява масово избелване на коралите. Подкиселяването на водата разрушава варовиковите им скелети. Учените казват, че при сегашните темпове на загуба много рифове няма да оцелеят до края на века.

И заедно с тях ще изчезнат микроорганизми, които никой не е имал време да изучи. А техните молекули – евентуално лекарства за болести, които в момента са нелечими – ще избледнеят в забрава, без дори да бъдат назовани.

Въпрос, който остава извън обхвата на статията

Шестстотин четиридесет и пет вида бактерии и археи, повечето от които не бяха открити в базите данни. Две трети от химическите рецепти бяха неизвестни. Молекула, способна да блокира опасен възпалителен ензим.

Всичко това произлиза от три рода корали, от тридесет тихоокеански острова. Колко още вида корали остават неизследвани? Колко рифа не са посетили учените? Колко молекули, способни да спасят милиони животи, изчезват точно сега, докато океанът се затопля, а коралите побеляват и умират?

Науката е открила аптека на океанското дъно. Но не знае дали ще успее да я изпразни, преди вълните да отнесат витрините./earth-chronicles