В почве обнаружены сотни новых бактерий и два потенциальных антибиотика

Для поиска биоактивных молекул с потенциалом стать новыми лекарствами, менее подверженными антибиотикорезистентности, исследователи секвенировали бактериальную ДНК, извлеченную из почв полевого центра Рокфеллера в северной части штата Нью-Йорк. Автор: Лаборатория генетически кодируемых малых молекул Университета Рокфеллера

Ученые разработали революционный метод доступа к скрытому миру почвенных микробов, который позволил обнаружить сотни ранее неизвестных бактерий и два перспективных антибиотика. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.

Большинство бактерий невозможно культивировать в лабораторных условиях, что долгое время ограничивало поиск новых лекарственных соединений. Почва представляет собой крупнейший резервуар бактериального разнообразия на планете, но до сих пор оставалась в значительной степени неисследованной.

Команда под руководством Шона Ф. Брэди из Университета Рокфеллера разработала подход, позволяющий обойти необходимость выращивания бактерий. Метод включает выделение крупных фрагментов ДНК непосредственно из почвы с последующей сборкой полных геномов ранее скрытых микробов.

«У нас наконец-то появилась технология, позволяющая увидеть микробный мир, который ранее был недоступен человечеству», — заявил Шон Брэди.

Исследователи оптимизировали метод выделения больших высококачественных фрагментов ДНК из почвы. Использование длинночитаемого нанопорового секвенирования позволило получить непрерывные участки ДНК длиной в десятки тысяч пар оснований — в 200 раз длиннее, чем позволяли предыдущие технологии.

Из одного образца лесной почвы команда получила 2,5 терабаз пар последовательностей — самое глубокое длинночитаемое исследование единого образца почвы на сегодняшний день. Анализ выявил сотни полных бактериальных геномов, более 99% из которых были совершенно новыми для науки.

С помощью синтетического биоинформатического подхода исследователи преобразовали генетические последовательности в реальные молекулы, обнаружив два перспективных антибиотика:

• Эрутацидин — нарушает бактериальные мембраны через необычное взаимодействие с липидом кардиолипином
• Тригинтамицин — воздействует на белок-разворачивающий мотор ClpX, редкую антибактериальную мишень

Метод масштабируем и может быть адаптирован для практически любого метагеномного пространства за пределами почвы. Открытие знаменует начало новой эры в микробиологии и поиске лекарственных соединений.

Дополнительная информация: Bioactive molecules unearthed by terabase-scale long-read sequencing of a soil metagenome, Nature Biotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41587-025-02810-w