Ученые ЮФУ исследовали донные отложения Таганрогского залива

Группа ученых под руководством доктора биологических наук, профессора кафедры биохимии и микробиологии, ведущего научного сотрудника лаборатории экологии и молекулярной биологии микроорганизмов ЮФУ Ивана Сазыкина провела всестороннее исследование донных отложений в прибойной зоне Таганрогского залива. В результате анализа было установлено, что большинство образцов проявляют признаки экологической токсичности, а в некоторых точках обнаружена повышенная скорость окисления углеводородов, что, вероятно, свидетельствует о наличии нефтепродуктов в загрязненной среде.

Анализ метагеномной ДНК, извлеченной из донных отложений, показал наличие значительного количества генов, обеспечивающих бактериям устойчивость к тяжелым металлам и антибиотикам. Это свидетельствует о том, что загрязнение морских экосистем способно способствовать распространению генов, отвечающих за устойчивость к антибиотикам, даже при отсутствии непосредственного воздействия антибиотиков на микробные сообщества.

- Многие загрязнители, скорее всего, вызывают дестабилизацию бактериальных геномов через различные стрессовые механизмы. В результате активизируется горизонтальный перенос генов между бактериями, зачастую даже между представителями разных таксонов. Это способствует быстрому распространению различных генов, включая гены антибиотикорезистентности (АРГ). Кроме того, некоторые поллютанты могут выступать в роли селективных факторов, стимулируя отбор и сохранение бактерий, несущих АРГ, — отметил Иван Сазыкин.


Учёный также подчеркнул, что даже в отсутствии антибиотиков в водной среде поллютанты могут играть роль в распространении и накоплении генов резистентности к антибиотикам в природных микробных сообществах. Так, одним из таких факторов является загрязнение тяжелыми металлами. Исследования выявили значительное накопление и широкое распространение генов резистентности к металлам в донных отложениях. Это косвенно свидетельствует о масштабном загрязнении Таганрогского залива этими поллютантами.

Гены резистентности могут перейти к патогенным или условно-патогенным бактериям для человека, таким как вибрионы, что представляет очевидную опасность. Менее очевидна опасность, когда АРГ попадают к бактериям, которые изначально не представляют угрозы для человека. В этом случае, при попадании в организм человека (например, при купании или с пищей), эти гены могут передаться другим бактериям, обитающим в человеческом организме, включая патогенные виды. Это увеличивает риск развития инфекционных заболеваний с устойчивостью к лекарствам.

Поскольку Таганрогский залив является важным районом рыболовства, существует вероятность попадания устойчивых бактерий в организм человека через морепродукты. Такие случаи происходят регулярно, хотя и с невысокой частотой. Например, при употреблении рыбы можно заразиться возбудителями пищевых инфекций, которые могут содержать генетические элементы, отвечающие за антибиотикорезистентность. Рыба не всегда проходит термическую обработку (например, соленая, вяленая или хе), и в ней могут сохраняться живые бактерии. Помимо рыбы, в пищу активно используют моллюсков — иногда в сыром виде или с недостаточной тепловой обработкой, что увеличивает риск передачи резистентных микроорганизмов.

Извлечение загрязненных донных отложений без нарушения водной экосистемы в данном районе невозможно. Однако снижение уровня загрязнения Таганрогского залива безусловно положительно скажется на всей экосистеме, а также поможет снизить распространение генов антибиотикорезистентности в донных отложениях.

- Проблема расширения распространения антибактериальной резистентности (АРГ) под воздействием поллютантов является глобальной и затрагивает все типы экосистем, а не только водные. Помимо Таганрогского залива, мы исследуем реку Дон в нижнем течении и соленые озера юга России. В следующем году планируем значительно расширить территорию исследований в Азовском море — охватить всё восточное побережье вплоть до Керченского пролива», — отметил Иван Сазыкин.

Это исследование реализуется в рамках госзадания «Оценка экотоксикологических характеристик, наличия клинически значимых генов антибиотикорезистентности и микробного углеводород-деградирующего потенциала донных отложений побережья Азовского моря в Ростовской области». Оно также соответствует задачам стратегического проекта ЮФУ «Системы управления почвенными ресурсами», входящего в федеральную программу «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»). Результаты исследования опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.