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 можливості, якщо не рішення, то хоча б пом'якшення кліматичної кризи. Як у цьому життєво важливому для людства питанні можуть допомогти мікроскопічні віруси бактерій – бактеріофаги?

Спочатку слід згадати, що одним із факторів глобального потепління вважають парниковий ефект, який у свою чергу пов'язаний з викидами в атмосферу парникових газів, що супроводжують господарську діяльність людства. 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 худоби, а саме мікроскопічних мешканців першого та найбільшого відділу шлунка жуйних тварин – рубця.

Рубець – це фактично великий мішок, у якому численні мікроорганізми-симбіонти (бактерії, археї, гриби) ферментують і, відповідно, забезпечують перетравлення целюлози та інших рослинних волокон, які споживає тварина. Це складний процес, який може йти різними шляхами, але, зрештою, призводить до утворення простих органічних речовин, які можуть всмоктуватися в кишечнику, а також значних обсягів вуглекислого газу та водню.

На цьому етапі до процесу підключаються представники архей – без'ядерних мікроорганізмів, які багато в чому схожі на бактерії, але мають важливі структурні та біохімічні особливості. Деякі види архей вміють створювати із вуглекислого газу та водню газ метан, тобто є метаногенами. У рубці археї вміло синтезують метан, який тварина потім зригує, і газ потрапляє до атмосфери, де сприяє розвитку парникового ефекту.

Метаногени – не єдина, але одна з ключових причин досліджень мікробіоми жуйних тварин. Вже були запропоновані різні шляхи обмеження виділення метану худобою, зокрема антибіотики, певні харчові добавки, олії тощо. Але найперспективнішим методом пригнічення діяльності метаногенів сьогодні є застосування бактеріофагів.

Вчена з Великобританії Джессіка Фрідерсдорф (Jessica C. Friedersdorff), автор статті на сайті Capsid & Tail, займається дослідженням мікробіома жуйних тварин і 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 розділити на три напрями:

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

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

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

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

Читайте також: Фаговий коктейль проти сальмонели випробували на птахофермі

* Friedersdorff, J. (2020). За допомогою маленьких міркувань до піктограми великих розмірів: Чи можна використовувати зміни до сильних кліматичних змін? Capsid & Tail, (82). Retrieved from https://phage.directory/capsid/rumen-phage