Исследование микробного разнообразия для защиты амфибий от болезни
Амфибии — одни из наиболее угрожаемых существ на Земле, около 40% их видов находятся под угрозой исчезновения. Одна из главных угроз — быстро распространяющаяся болезнь, поражающая клетки кожи амфибий. Хитридиомикоз, грибковое заболевание, стало ключевым фактором вымирания многих видов лягушек по всему миру.
Исследовательская группа под руководством Лизы Белден изучает микробные сообщества на коже лягушек, выживающих после грибковой инфекции. Этот проект — один из 11 новых проектов Dimensions of Biodiversity, финансируемых Национальным научным фондом (NSF).
Методы исследования
Работа ведётся в Панаме, где распространение хитридиомикоза хорошо задокументировано. Учёные:
- Собирают мазки с кожи лягушек в зонах с присутствием и отсутствием грибка Batrachochytrium dendrobatidis.
- Анализируют микробное сообщество:
- Состав: путём изучения ДНК микробов.
- Функцию: оценивая способность микробов подавлять рост грибка и анализируя производимые ими химические метаболиты.
Ожидается, что в присутствии грибка будет происходить естественный отбор бактерий, производящих антигрибковые метаболиты, независимо от их видового состава на коже.
Роль микробиома
Микробы часто ассоциируются с болезнями, но многие из них критически важны для здоровья. Например, у здорового человека около 1,4 кг (3 фунтов) микробов, в основном в кишечнике, которые помогают усваивать пищу и бороться с патогенами.
Команда исследует, играют ли кожные микробы амфибий роль в устойчивости к хитридиомикозу, и если да, то основан ли этот защитный механизм на одних и тех же принципах у разных особей, видов и в разных локациях.
Долгосрочная цель и сотрудничество
Долгосрочная цель — разработка пробиотиков для амфибий, чтобы передать защитную биохимию полезных микробов уязвимым видам.
В проекте участвуют специалисты из Смитсоновского института, которые содержат в неволе колонии исчезающих панамских лягушек, высоковосприимчивых к хитридиомикозу. Использование пробиотиков может в будущем позволить вернуть эти виды в природу.
Команда и вклад участников
Проект стоимостью $2 млн объединяет экспертов из нескольких университетов:
- Вирджиния Тек: Лианна Хаус (статистика) и Родерик Йенсен (биология) будут анализировать большие массивы данных ДНК и метаболитов.
- Университет Джеймса Мэдисона: Рейд Харрис, эколог, доказавший важность кожных микробов для устойчивости к грибку.
- Вилланова: Кевин Минбиоле исследует антигрибковые метаболиты, выделенные из кожных бактерий.
- Смитсоновский институт: Брайан Гратуик и Роберто Ибаньес работают с исчезающими видами в Панаме.