Можна сперечатися про масштаби та наслідки глобальної зміни клімату, але заперечувати їх наявність вже не доводиться, як і негативний вплив на різні сфери життя людини. Вчені різних спеціальностей шукають шляхи якщо не вирішення, то хоча б пом’якшення кліматичної кризи. Як в цій життєво важливій справі можуть допомогти мікроскопічні віруси бактерій – бактеріофаги?

Для початку слід згадати, що одним із чинників глобального потепління вважають парниковий ефект, який своєю чергою пов’язаний із посиленими внаслідок діяльності людства викидами в атмосферу парникових газів. Зокрема йдеться про метан, який у грандіозних обсягах виділяють жуйні тварини, такі як корови, кози, вівці.

Щоб взяти під контроль викиди метану, вчені вивчають кишковий мікробіом домашньої худоби, а саме мікроскопічних мешканців першого та найбільшого відділу шлунку жуйних тварин – рубця.

Рубець – це фактично великий мішок, в якому численні мікроорганізми-симбіонти (бактерії, археї, гриби) ферментують та, відповідно, забезпечують перетравлення целюлози та інших рослинних волокон, які споживає тварина. Це складний процес, що може йти різними шляхами, але врешті-решт призводити до утворення простих органічних речовин, що можуть всмоктатися в кишечнику, а також вельми великих об’ємів вуглекислого газу та водню.

На цьому етапі до процесу долучаються представники архей – без’ядерних мікроорганізмів, які багато в чому схожі на бактерії, але мають важливі структурні та біохімічні особливості. Деякі види архей вміють утворювати із вуглекислого газу та водню газ метан, тобто є метаногенами. В рубці археї вправно синтезують метан, який тварина потім відригує, і він потрапляє в атмосферу, де сприяє розвитку парникового ефекту.

Метаногени – не єдина, але одна з ключових причин досліджень мікробіому жуйних тварин. Вже були запропоновані різні шляхи обмеження виділення метану, в тому числі, антибіотики, певні харчові добавки, олії тощо. Але найбільш перспективними щодо пригнічення діяльності метаногенів на сьогодні виглядають бактеріофаги.

Вчена з Великої Британії Джесіка Фрідерсдорф (Jessica C. Friedersdorff), автор статті на сайті Capsid & Tail, займається дослідженнями мікробіому жуйних тварин та впевнена, що фаги можуть бути корисними як для лікування кишкових інфекцій у худоби, так і для зменшення продукції метану археями*.

Читайте також: Застосування бактеріофагів у харчовій промисловості

Вона вважає, що дослідження бактеріофагів у контексті жуйних тварин можна поділити на три напрямки:

- бактеріофаги, як компонент мікробіому жуйних тварин (огляд на цю тему тут),

- використання фагів для профілактики та лікування бактеріальних інфекцій у жуйних тварин (є дані переважно по лікуванню інфекцій E.coli),

- використання фагів у молочній та м’ясній промисловості  (огляд на цю тему тут).

Джесіка Фрідерсдорф планує дослідити застосування у жуйних тварин фагів, специфічних проти архей-метаногенів та проти бактерій, які споживають речовини, корисні для самих тварин. Для цього, на думку вченої, треба чітко визначити бактерії-мішені, ефективні дози фагів, їх вплив на продукцію метану.

Читайте також: Фаговий коктейль проти сальмонелли випробували на птахофермі

* Friedersdorff, J. (2020). Using the little things to tackle the big things: Can we use phages to impact climate change? Capsid & Tail, (82). https://phage.directory/capsid/rumen-phage