Молочнокислые бактерии могут продлить срок хранения продуктов
Исследователи из Национального института пищевых продуктов при Техническом университете Дании создали молочнокислые бактерии, которые выделяют консерванты пищевого качества.
Если собрать все продукты, выброшенные в мире, то понадобится 23 миллиона грузовиков для их перевозки. По данным ООН, 931 млн тонн еды отправляют в ведро каждый год. Это 17% продуктов, доступных потребителям.
В исследовании участвовали 54 страны. При расчетах учитывали отходы жилых домов, розничной торговли, ресторанов и кафе. Интересное наблюдение: в каждой стране, независимо от уровня доходов жителей, пищевые отходы занимали значительную часть. Домохозяйства выбрасывают 11% от общего количества продуктов. Общепит и розничная торговля — 5% и 2% соответственно.
Последствия такого расточительства не заставляют себя ждать: из-за органики полигоны выделяют свалочный газ, который влияет на изменение климата. Порядка 8-10% глобальных выбросов парниковых газов связаны с продуктами питания.
Исследователи из Национального института пищевых продуктов придумали решение, которое поможет продлить срок хранения и в перспективе уменьшит количество пищевых отходов. Они создали молочнокислую бактерию, которая выделяет антимикробный пептид низин.
Низин — натуральный консервант, который поможет продуктам дольше оставаться свежими. По словам исследователей, это открытие также позволяет эффективно использовать сыворотку, образующуюся при производстве сыра.
Lactococcus-lactis
Низин одобрен для использования в продуктах, он может предотвратить рост микроорганизмов, которые делают еду непригодной для употребления. Например, он может препятствовать прорастанию спор в консервированных супах и предотвращать образование нежелательной плесени в сыре, не влияя на его вкус.
Теоретически низин можно добавлять в свежее молоко, чтобы продлить срок его хранения. Однако в разных странах действуют правила, определяющие, к каким типам продуктов можно добавлять низин и в каких количествах.
Многие молочные предприятия уже получают прибыль за счет извлечения белка и лактозы из сыворотки, которую используют в таких продуктах, как детские смеси и спортивное питание. Но то, что остается после их извлечения, все еще можно использовать для производства низина.
Правда ли, что воды реки Ганг обладают уникальными обеззараживающими свойствами?
Спасибо пикабушнику @DobroMax1, который в комментарии к своему посту про плавящиеся крематории в Индии предложил эту тему :)
Культовой для индуизма реке, в которой моются люди и животные, куда сливают сточные воды и над которой развеивают прах мёртвых, приписывают уникальные способности к самоочищению. Мы решили проверить, есть ли научные доказательства таких свойств.
Внимание! Особого треша в посте нет, но без упоминания трупов и фекалий при рассказе о священной реке обойтись не удалось.
Для ЛЛ: вы не поверите, но нет, неправда. Уникальными свойствами по обеззараживанию река не обладает, купание в ней (особенно без худо-бедно подстроившейся к местному колориту имунной системы) может стать последним в вашей жизни. Тем не менее, нам удалось найти подтверждение существования механизма по частичному самоочищению реки, который в свое время спас немало жизней. Он не спасает от всех опасностей священной воды, но для меня эта информация была новой и интересной.
Контекст. Средневековому индийскому поэту-мистику Кабиру приписывают такое описание Ганга: «Ад плывёт по реке, полной тронутых тленом трупов мужей и зверей». Её воды с древности использовали в кожевенной, деревообрабатывающей, скотобойной и сахарной промышленности, в сельскохозяйственных целях, для бытовых нужд — мытья, стирки, приготовления еды, а также в качестве кладбища для кремированных и даже некремированных тел. При этом современные публикации в туристических блогах и соцсетях рассказывают, что, несмотря на загрязнённость, священная река очищает сама себя, приписывая это волшебное свойство то её духовной силе, то способности удерживать кислород. СМИ же называют реку «убийцей» и «смертельной для человека».
Ганг, третья по водоносности река в мире, уступающая лишь Амазонке и Конго, протекает на территории Индии и Бангладеш. Её исток находится в Западных Гималаях, на леднике Ганготри, далее река течёт на юго-восток, проходя через Индо-Гангскую равнину, и впадает в Бенгальский залив. В индуистской мифологии Ганг считается небесной рекой, спущенной на землю. Легенды сообщают, что река течёт в трёх мирах: небесном (высокогорный исток), земном и подземном.
Мифы также называют реку воплощением богини Ганги — по одной из версий, дочери Брахмы. Индуисты верят, что омовение в священной реке способно смыть грехи и болезни, а упокоенная в реке душа погибшего освобождается из колеса сансары.
Самым лучшим местом для ухода на тот свет индусы считают город Варанаси. Туда приезжают умирать больные и старики, а родственники привозят тела своих близких. Считается, что в Маникарника-гхате — самом популярном месте кремации — огонь не потухал уже больше тысячелетия. Однако кремация в Варанаси стоит немалых денег, поэтому тела, не оплативших её, а также незамужних девушек, детей и беременных женщин с привязанным грузом просто опускают на дно реки.
Горный участок реки, Ayushch, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Итак, немного данных о священной чистоте Ганга:
▪️ Ганг называется второй по загрязнённости реке в мире, уступая только Читаруму на индонезийском острова Ява.
▪️ По подсчётам The Economist, из-за инфекций желудочно-кишечного тракта, вызванных патогенами из реки, ежедневно погибает тысяча детей.
▪️ ВОЗ приводит немного другую цифру: за 30–40% смертей от кишечных инфекций в регионе ответственны именно воды священной реки.
▪️ В них обнаружены возбудители холеры, дизентерии, гепатита, амёбиаза, шигеллеза, патоген Schistosoma mansoni и фекальные энтеробактерии.
▪️ Воду рядом с городом Варанаси описывают как «коричневый суп из экскрементов и промышленных стоков».
▪️ В этом районе в пробах выявлено около 600 способных к размножению фекальных энтеробактерий, в то время как пороговая допустимая норма в 120 раз ниже.
Традиционное омовение в Ганге
А теперь — о самоочищении.
История исследования микробиологического состава Ганга набирала обороты вместе с пониманием бактериальной природы заболеваний. Доктор Эрнест Ханкин, учившийся и работавший под руководством Роберта Коха и Луи Пастера, в 1892 году отправился в Индию. Там он занялся изучением холеры и опроверг теорию миазмов, продемонстрировав научному сообществу холерного вибриона, открытого в 1883 году Робертом Кохом.
Сравнивая пробы воды в разных районах, он заметил интересный факт: река Джумна — приток Ганга у города Агра — содержала 100 000 холерных вибрионов в 1 см3, в то время как на 5 км ниже по течению не было ни одного активного возбудителя, а только около 100 зародышей. Тогда Ханкин предположил, что воды содержат какой-то микроорганизм, убивающий бактерии.
Уже в XX веке микробиолог Феликс д’Эрелль выделит его и назовёт бактериофагом, то есть «поедателем бактерий». В 1928 году учёный приехал в Индию в самый разгар вспышки холеры. Он выделил бактериофаг из фекалий выздоравливающих людей. Без особых бюрократических проблем д’Эрелль получил разрешение применять бактериофаг на людях.
Лекарство показало прекрасные результаты: из 70 больных, получивших лекарство, умерли лишь шестеро, в то время как в контрольной группе, состоявшей из 240 заболевших, скончалось 143 человека. В записной книжке микробиолог писал:
«В местностях широкого распространения холеры бросается в глаза определённое количество сёл, где не было ни одного случая холеры, и там бактериофаг открывался в колодезной воде, у мух, в испражнениях здоровых людей. В сёлах, где эпидемия начиналась, бактериофаг не был обнаружен».
Позже учёные не раз обнаруживали в водах Ганга значительные колонии бактериофагов, которые, по сути, сдерживали развитие патогенных бактерий. При этом бактериофаги не являются уникальными обитателями индийской реки. По последним данным, они есть в почве, пресной и солёной воде, других живых организмах. Общая численность бактериофагов на нашей планете составляет 10^31, а их вес — около 109 тонн.
Также учёные сообщают, что воды Ганга способны к удерживанию большого количества кислорода, что может как-то влиять на самоочищение, однако объяснить, чем это обусловлено, пока точно не могут. National Public Radio в 2010 году сообщило, что возбудителей холеры и дизентерии в реке стало значительно меньше.
Власти страны и некоммерческие организации устраивают различные кампании по очистке реки, однако значительных результатов пока достичь не удалось. Эксперты говорят, что понадобится несколько десятилетий активных действий, чтобы воды стали достаточно безопасны для человека.
Таким образом, в водах индийской реки Ганг действительно содержатся микроорганизмы, контролирующие численность бактерий — возбудителей инфекций. При этом они не являются уникальными и способны лишь контролировать популяции патогенов, а не полностью очищать от них воду.
Наш вердикт: неправда
Другие проверки
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте. Традиционно уточняю, что в сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо кроме здравого смысла, а в день выкладываются от нуля до двух постов.
Почитать по теме:
Исследователи создали зонды, светящиеся при встрече с ферментами бактерий
В вечной гонке вооружений между бактериями и созданными человеком антибиотиками появился новый инструмент, выявляющий слабые стороны бактерий. В будущем это может привести к коррекции или созданию новых методов лечения бактериальных инфекций.
Команда исследователей Техасского университета в Остине разработала химические зонды для идентификации ферментов, вырабатываемых некоторыми типами кишечной палочки и пневмококковой бактерией, известных своей устойчивостью к антибиотикам.
«В ответ на воздействие антибиотиков бактерии выработали различные механизмы устойчивости к такому типу лечения. Один из них заключается в выработке ферментов, разлагающих антибиотики до того, как они начнут работать, — сказала Эмили Кью, доцент химии и один из ведущих исследователей команды. — Разработанный нами инструмент даёт критически важную информацию, с которой мы на шаг опередим бактерию».
В статье, опубликованной в журнале Journal of the American Chemical Society, исследователи сосредоточились на изучении представляющего угрозу фермента New Delhi metallo-beta-lactamase (NDM). Они задались целью создать молекулу, светящуюся при контакте с NDM. Такой инструмент могут использовать врачи для определения типа бактериальной угрозы у пациента и назначения нужных антибиотиков.
NDM расщепляет антибиотики нескольких групп: пенициллин, цефалоспорин и карбапенем. Эти три группы антибиотиков — самые безопасные и эффективные для лечение бактериальных инфекций. Существуют и другие группы, но у них больше побочных эффектов, они чаще взаимодействуют с другими лекарствами и могут быть менее доступны в некоторых частях планеты.
Кроме определения наличия NDM, флуоресцентный химический зонд, разработанный Кью и профессором биохимии и медицинской химии Уолтом Фастом, поможет найти иной метод борьбы с этими устойчивыми бактериями. Один из вариантов лечения резистентных бактерий — сочетание антибиотиков и ингибитора. Хоть и не существует известного клинически эффективного ингибитора для бактерий, продуцирующих NDM, новый зонд сможет помочь его найти.
Как только зонд соединится с ферментом и начнёт светиться, правильно подобранный ингибитор освободит зонд и свечение прекратится. Это позволит учёным очень быстро протестировать большой объём потенциальных лекарств — учёные надеются продолжить свои исследования.
В исследовании также изучался пищевой иммунитет, появляющийся в результате выработки организмом человека белков в ответ на инфекцию. Белки захватывают все доступные металлы в организме, в том числе цинк, необходимый для создания NDM, делая бактерии восприимчивыми к атаке.
«Эволюция этой бактерии с момента её открытия в 2008 году указывает на то, что она не только развивает устойчивость к антибиотикам, но и пытается бороться с естественным иммунным ответом человека. Это особенно страшно», — сказала Кью.
Зонд Кью также подходит для изучения пищевого иммунитета и NDM, потому что он будет светиться только в присутствии цинка, необходимого для образования фермента.
Исследование — Visualizing the Dynamic Metalation State of New Delhi Metallo-β-lactamase-1 in Bacteria Using a Reversible Fluorescent Probe
Источник — Fight against antibiotic-resistant bacteria has a glowing new weapon
Перевод подготовили: Екатерина Хананова, Вера Круз, Антон Меньшенин.
Белок перестраивает внутриклеточную мембрану, чтобы помочь легионеллам выжить в клетках-хозяевах
В новом исследовании учёные предположили, что легионелла (красная) колеблется между эндоплазматическим ретикулумом (зелёный) и структурами в форме пузырьков или трубок (синий), чтобы создать или поддержать структуру, в которой находится эта бактерия во время инфицирования. Визуализация: Тинг-Сун Се, Юго-Западный медицинский центр Техасского университета
Учёные из Юго-Западного Медицинского центра Техасского университета (UTSW) открыли ключевой белок, который помогает бактериям — возбудителям легионнелёза обосноваться внутри клеток людей и других хозяев. Открытие, опубликованное в журнале Science, может дать более полное представление о том, как бактерии выживают внутри клеток, благодаря чему можно будет создать новые методы лечения широкого спектра инфекций.
«Многие инфекционные бактерии, начиная от листерий и хламидий и заканчивая сальмонеллами, используют систему, позволяющую им жить внутри клеток-хозяев, — сказал лидер исследования Винсент Тальябраччи, Ph.D., доцент молекулярной биологии в UTSW и сотрудник Комплексного онкологического центра имени Гарольда Симмонса. — Полное понимание инструментов, которые они используют для внедрения в клетку, учит нас некоторым интересным биохимическим процессам, что в итоге может привести к новым направлениям в разработке лечения».
Лаборатория Тальябраччи изучает атипичные киназы — необычные формы ферментов, которые переносят химические группы, называемые фосфатами, на белки и липиды, меняя их функции. Исследования, проходившие здесь и в других местах, показали, что легионеллы — род патогенных грамотрицательных бактерий, возбудителей легионнелёза — особенно богаты подобными неканоническими киназами. Согласно данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, в 2018 году было зарегистрировано около 10 000 случаев заболевания легионнелёзом, однако исследователи предполагают, что реальные данные могут быть выше.
После идентификации у легионеллы новой атипичной киназы, названной MavQ, Тальябраччи и его коллеги использовали технику визуализации живых клеток совместно с новым методом молекулярной маркировки, чтобы увидеть, где именно в инфицированных клетках людей находится MavQ — это может стать ключом к изучению его функций. Она не находился фиксированно в одном месте, а колебался вперёд-назад между эндоплазматическим ретикулумом — это сеть мембран, важная для синтеза белков и липидов, — и пузырьковыми или трубчатыми структурами внутри клетки. Это очень удивило исследователей.
Дальнейшее исследование предполагает, что MavQ совместно с молекулой-партнёром SidP реконструирует эндоплазматический ретикулум, чтобы легионелла могла украсть части мембраны, что, в свою очередь, поможет ей создать и поддерживать вакуоль — структуру, которая размещает паразита внутри клеток и защищает его от иммунной атаки.
Тальябраччи, стипендиат Майкла Л. Розенберга по медицине в Техасском научно-исследовательском институте профилактики рака (CPRIT), предположил, что другие бактериальные патогены могут использовать аналогичные механизмы для кооптации существующих структур клеток хозяев для создания своих собственных защитных жилищ.
***
Предыдущая новость про легионеллы — Новые паразиты, найденные в амёбах, названы в честь покемонов.
Перевод подготовили: Антон Меньшенин, Екатерина Хананова, Вера Круз. Наш блог в вк и телеграм.
Воинственные лактобациллы южноафриканских женщин против вагиноза
У неполовозрелой девочки уровень кислотности влагалища близок к нейтральному. С началом менструации изменяется гормональный фон, увеличивается толщина эпителия, преобразуется микрофлора, основой которой становятся лактобациллы, они составляют 95% вагинальной фауны.
Лактобациллы питаются гликогеном, превращая его в молочную кислоту. Благодаря ей во влагалище создается кислая среда (pH 3,8-4,5). Такие условия губительны для патогенных микроорганизмов. Под влиянием различных факторов количество лактобактерий может уменьшаться, их замещают анаэробные микроорганизмы, среда становится щелочной, и тогда начинает развиваться вагиноз. На сегодняшний день он является основным заболеванием женских половых органов.
Анаэробные бактерии продуцируют летучие жирные кислоты и амины, придающие выделениям влагалища неприятный «рыбный» запах. Патогенные микроорганизмы создают биопленку, из-за которой клетки нормальной микрофлоры не могут вновь заселить слизистую. Главенствующую роль в патогенезе бактериального вагиноза отдают бактерии Gardnerella vaginalis из-за её наибольшего вклада в образовании биопленок и синтеза вагинолизина — токсина, помогающего бактерии прикрепится к эпителиальной клетке влагалища. Вторым основным врагом влагалищной микрофлоры является Prevotella bivia — провокатор воспалительных осложнений вагиноза.
Авторы исследования из Института инфекционных болезней и молекулярной медицины Университета Кейптауна сравнили лактобактерии из вагинальной микрофлоры южноафриканских женщин с лактобактериями из пробиотических препаратов, применяемых при бактериальном вагинозе и с эталонными штаммами. Исследуемые штаммы сравнивали по способности снижения pH колонии, выработке лактата и перекиси водорода и способности к подавлению роста патогенных бактерий. Оказалось, что вагинальные штаммы лактобактерий лучше справляются с защитной функцией, чем их родственные пробиотические штаммы. Так, несколько вагинальных штаммов поддерживали рН на уровне 3.7, в то время как лекарственные штаммы не смогли показать результат ниже 4.2.
Таким образом после подробного изучения свойств вагинальных штаммов лактобактерий исследователи выделили 36 новых штаммов, которые потенциально могут быть использованы при разработке новых более эффективных пробиотических препаратов.
Статья: Exploring potential of vaginal Lactobacillus isolates from South African women for enhancing treatment for bacterial vaginosis (https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371%2...)
Z-геном может быть более распространён среди бактериофагов, чем считалось ранее
Три команды учёных независимо друг от друга обнаружили свидетельства того, что Z-геном более распространён у бактериофагов, чем считалось ранее. Все три группы использовали множество техник определения генома, чтобы идентифицировать некоторые пути, которые приводят к развитию Z-генома у бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии. Первая команда состояла из исследователей из нескольких лабораторий Китая и одного из Сингапура, вторая базировалась во Франции, а третья была международной. Все три команды опубликовали свои результаты в журнале Science. Майкл Гроум и Фаррен Айзекс из Йельского университета также опубликовали обзор работ всех трёх команд в разделе Perspectives того же журнала.
Геномная ДНК большинства живых существ имеет четыре азотистых основания: аденин, тимин, цитозин и гуанин, — обозначаемые ATCG соответственно. Но ещё в 1977 году учёные узнали, что у многих бактериофагов алфавит немного другой, в котором вместо аденина добавляется диаминопурин, который затем был обозначен как Z. После этого открытия считалось, что такой алфавит очень редок, поэтому он не очень хорошо изучался, так что мало известно о том, как бактериофаги функционируют без аденина в их геноме. В этом новом исследовании все три команды решили узнать больше о Z-нуклеотиде и том, как она работает у бактериофагов.
В первом исследовании учёные изучали состав фага бактерий рода Vibrio и обнаружили, что в нём больше нуклеотида Z, чем A. Они также описали структуру фермента, кодируемого геном, похожим на известный ген PURA, который они назвали PURZ. Они затем показали, что он функционирует очень похоже на фермент Pur-α, но с заменой аденина на Z. Вторая команда обнаружила гены, которые кодируют ДНК-полимеразы, которые выбирают диаминопурин, а не аденин. И третья команда обнаружила фермент, который играет главную роль в собирании ДНК из составных частей. Они также обнаружили, что он работает как шлюз, отсеивая нуклеотиды A и добавляя вместо них Z.
Работа этих трёх команд даёт основания полагать, что Z-геном более распространён среди бактериофагов, чем считалось ранее. Дальнейшие исследования могут привести к новым улучшенным способам борьбы с бактериальными инфекциями — один из исследуемых вирусов поражает в том числе возбудителя холеры.
Исследования:
1. Yan Zhou et al. A widespread pathway for substitution of adenine by diaminopurine in phage genomes, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abe4882
2. Dona Sleiman et al. A third purine biosynthetic pathway encoded by aminoadenine-based viral DNA genomes, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abe6494
3. Valerie Pezo et al. Noncanonical DNA polymerization by aminoadenine-based siphoviruses, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abe6542
Источник — Three new studies suggest Z-genome is much more widespread in bacteria-invading viruses than thought
Перевод Антон Меньшенин, редактор Елена Королёва. Наш блог в вк и телеграм.
Первые робкие шаги к вязаной биологии
Около двух лет назад я увлеклась биологией, да настолько сильно, что сама не заметила, как она стала важной частью моей жизни. Однажды в одном из роликов с Михаилом Сергеевичем Гельфандом увидела плюшевые бактерии и восхитилась их мимишности. Поскольку я умею вязать, решила, что могла бы тоже попробовать развиваться в этой сфере.
Вдохновители — Михаил Гельфанд и плюшевые бактерии.
Для начала нужно было выбрать материалы. Я предпочитаю брать для игрушек 100% хлопок и в как наполнитель — холлофайбер. Часто для вязания игрушек используют акрил, но по моему опыту акриловые игрушки быстро теряют форму. Мерсеризованный хлопок в этом плане хоть и дороже, но смотрится и держится куда лучше.
Далее встал выбор, что вязать. Мне не хотелось слишком упрощать изделия, но я не совсем представляла, как вязать ту же Ciliates Urostyla. Хотя у некоторых мастеров есть целые вязаные макеты содержимого клеток, например вот такие:
Как правило макеты с подобной детализацией довольно массивные. Чем меньше изделие — тем меньше детализированных объектов в нём будет. Я сама массивные изделия не люблю, поэтому старалась найти компромисс между детализацией и размерами, но всё равно в итоге ушла в упрощение, подобное плюшевым бактериям.
Поскольку вяжу я давно, у меня есть некоторое понимание того, как добиться той или иной формы, но начала я всё равно с самого простого — лейкоцит и коронавирус. Последний я долго не соглашалась вязать, чтобы не связываться с известной темой, однако очень много кто просил малютку, и в итоге я их очень быстро раздарила. Вот они:
Кстати, когда занималась поиском идей, оказалось что уже очень много на эту тему навязано, вплоть до целых корона-костюмов и даже шапочек для несчастных котеек. Вот одна из таких работ с просторов интернета:
Далее пошли некоторые эксперименты со зверьём и околомедицинской тематикой. Например, шприц и таблеточка:
Но это совершенный минимализм, в который я очень не хотела уходить, но так получилось. Когда я искала вдохновение и смотрела, что уже изготовлена, восхитилась невероятной коллекцией вышитых бактерий в чашках петри. Они сделаны крайне просто, однако сложность не в исполнении, а в умении совместить материалы. К сожалению, пока у меня самой получаются только простые схемы на подобных зверюшек.
Короче говоря, есть куда идти. В ближайших планах попробовать связать срез инфузории с детализированными внутренностями. А что бы вы хотели увидеть в вязаном виде?
Напоследок оставлю здесь парочку ссылок на мастеров и изделия, которые меня вдохновили: