Każda osoba emituje wokół siebie unikalną mieszankę mikroorganizmów. Skład tej „mikrobiologicznej chmury” jest na tyle indywidualny, że na podstawie jego analizy możemy zidentyfikować właściciela.
Gdziekolwiek się znajdujesz, cokolwiek robisz – zawsze otacza cię aura bakterii. Katapultują się z twoich włosów, kiedy drapiesz się po głowie, ulatują z twojej ręki, gdy machasz do przyjaciela i wyskakują z twoich ust podczas rozmowy. Nawet jeśli siedzisz i nic nie robisz, znajdujesz się wewnątrz swojego własnego, indywidualnego bąbla mikrobowego.
Składający się z milionów, miliardów komórek, bakterii, drożdży oraz ich kawałków, w rzeczywistości bardziej przypomina chmurę niż bąbel, a najnowsze badania sugerują, że chmura ta jest dla każdego z nas unikalna, niczym linie papilarne. Jakkolwiek obrzydliwe może wydawać się wyobrażenie, że każdy wokół otoczony jest taką mikroorganizmową chmurą, badanie jej może okazać się niezwykle użyteczne dla lekarzy badających rozprzestrzeniające się choroby, czy policjantów tropiących przestępców.
Mikrobiom jelit, zazwyczaj wiązany z kosztownymi, bogatymi w probiotyki dietami, jest obecnie prawdopodobnie najlepiej znaną i przebadaną grupą mikroorganizmów. Te zamieszkujące nasze wnętrze mikro-wspólnoty pomagają nam w trawieniu, zwalczaniu chorób i kontroli apetytu.
Jednak na zewnątrz twojego ciała znajdują się równie ważne społeczności! Wnętrze ciała chronione jest przez skórę, którą moglibyśmy sobie wyobrazić, jako olbrzymią sawannę zamieszaną przez miliony niezwykłych stworzeń. Żywią się wydzielinami gruczołów skórnych, martwymi komórkami i sobą nawzajem. „Pojedynczy centymetr kwadratowy skóry, jest siedliskiem wielu tysięcy bakterii”, mówi James Meadow z University of Oregon.
Dla porównania, liczba nie-ludzkich komórek w organizmie przewyższa dziesięciokrotnie liczbę komórek twojego ciała. I gdyby jakiś sadystyczny naukowiec zdecydował się zmielić człowieka i zsekwencjonować całe otrzymane w ten sposób DNA, okazałoby się, że tylko około 2% przebadanego materiału genetycznego jest własnością gatunku Homo Sapiens Sapiens. Reszta należy do mikrobów.
Otaczająca cię mikrobiomowa chmura jest wynikiem emisji mikroorganizmów z twojej własnej skóry i przewodu pokarmowego. „Kiedy drapię się po głowie, tysiące komórek skóry, fragmentów komórek bakterii i grzybów wzbija się w powietrze” mówi Meadow. Kiedy dłubiesz w nosie, czkasz lub wyrażasz aprobatę na temat spożytego właśnie posiłku poprzez beknięcie, mikroby z układu pokarmowego dołączają do chmury. I wybacz, jeśli jesteś w trakcie jedzenia, ale tak, puszczanie bąków również zasila twoją indywidualną aurę mieszkańcami przewodu pokarmowego. Meadows powtarza za swoim kolegą: „Calutki świat pokryty jest cieniutką warstewką… kupy”.
Maedow i jego współpracownicy chcieli się dowiedzieć, czy te złożone chmury są wykrywalne i czy ich genetyczne sygnatury wyróżniają w sposób znaczący ich właścicieli. Popełnili w związku z tym dwa eksperymenty, angażujące ludzi siedzących w sterylnych pomieszczeniach.
W pierwszym, każdy z badanych siedział przez 4 godziny, korzystając z laptopa, podczas gdy filtry powietrza z klimatyzacji wychwytywały ich bakteryjne chmury, a maty pod nimi zbierały opadające cząstki. Następnie naukowcy płukali maty i filtry odczynnikami chemicznymi, w celu strawienia wszystkiego poza DNA.
Kiedy okazało się, jak olbrzymią ilość danych zebrali w pierwszym eksperymencie, badacze zdecydowali się na powtórzenie eksperymentu z większą ilością osób badanych, ale z wykorzystaniem tylko mat podłogowych i z czasem przebywania w pokoju zmniejszonym do 90 minut.
Bakterie z łatwością porywane są przez delikatne prądy i wiry powietrza, które tworzą się wokół ciebie nawet podczas wolnego spaceru. „Jeśli jesteś na tyle blisko drugiej osoby, by uścisnąć jej rękę, znajdujesz się również w zasięgu jej bakteryjnej chmury” mówi Meadow. „Kiedy ktoś przechodzi obok i czujesz związany z tym powiew powietrza, możesz być pewien, że zabiera on ze sobą twoje bakterie”. Wynika z tego, że dzielisz swoje mikroby ze współpracownikami, członkami rodziny, a nawet innymi pasażerami w autobusie.
Zatem, jak bardzo mogą się różnić chmury poszczególnych ludzi? Obydwa eksperymenty wykazały, przynajmniej w przypadku 11 przebadanych osób, że każda chmura miała swój indywidualny charakter. Jeśli nawet nie różniły się w znacznym stopniu gatunkami, to istotnie różniły się proporcjami poszczególnych gatunków oraz zagęszczeniem mikrobów.
„Wiemy teraz, że każdy człowiek posiada unikalny mikrobowy profil i że pozostawia po sobie jego ślad w otoczeniu”, mówi Jack Gilbert, mikrobiolog z Argonne National Laboratory, który poświęcił sporą część swoich badań bakteryjnym chmurom. To badanie jako pierwsze prezentuje tę unikalność na poziomie genetycznym.
Ta wiedza umożliwi rozpoczęcie badań mikrobiomowych chmur na polu chorób zakaźnych i kryminalistyki. Nikt dokładnie nie wie, w jaki sposób zarazki rozprzestrzeniają się w szpitalach. Meadow opuścił Oregon State University i dołączył do zespołu badawczego w San Francisco, wraz z którym będzie wcielał w życie wiedzę na temat chmur, by pomóc szpitalom w zapobieganiu epidemiom MRSA, itp.
Policja dostrzega inne możliwości wynikające z badań chmur. Gilbert pomaga wykorzystać pozostawione w miejscach przestępstw mikroby do tropienia przestępców. Mówi, że każdy z nas zbiera mikroby z gleby, powietrza, jedzenia i picia, czy wody do mycia, a następnie pozostawia swój indywidualny mikrobiomowy podpis wszędzie, gdzie się znajdzie. Taki podpis może zostać zidentyfikowany na miejscu zdarzenia lub wykorzystany do zweryfikowania alibi.
Przynajmniej teoretycznie. „By taki system mógł dobrze działać, potrzebujemy znacznie większych baz danych, niż te którymi aktualnie dysponujemy”, mówi Gilbert. Korzystając z danych Earth Microbiome Project, Gilbert buduje biogeograficzną bazę, która wypełni istniejące luki. W ciągu kilku lat, nie będzie potrzeby pobierania DNA w celu identyfikacji osobowej – chmura mikrobów będzie przedstawiać się za nas.
Źródło:
- Meadow JF, Altrichter AE, Bateman AC, Stenson J, Brown G, Green JL, Bohannan BJM. (2015). Humans differ in their personal microbial cloud. PeerJ 3: e1258
- Your Body Is Surrounded by Clouds of Skin and Fart Bacteria, Nick Stockton, Wired/Science: 09.22.15.
- photo: Daryl Leja, NHGRI