Нанобактерии
От wikipedia.org
Нанобактериите са кръгли или овални органо-минерални структури с размери от 30 до 200 nm, способни на независимо възпроизвеждане.
Живата природа на нанобактериите все още не се признава от всички.
Известно е, че: - Нанобактериите имат клетъчна структура: цитоплазма, в която се разграничават участъци с електронна плътност (ДНК молекула) и клетъчна стена, подобна на клетъчната стена на грам-отрицателните бактерии. - Те имат изключително малък ("забранен за прокариоти") размер на клетката, сравним с размера на най-малките вируси. - За разлика от вирусите, те могат да се размножават извън живите клетки, включително върху изкуствени хранителни среди. Една от първите линии, изолирани в култура, се култивира вече 6 години (с месечни прехвърляния в прясна среда). - Те съдържат ДНК с неизвестна (все още) структура и ограничен брой специфични протеини (според различни оценки - от няколко до няколко десетки). (За сравнение, геномът на типичните бактерии кодира няколко хиляди полипептиди). - Растежът и размножаването на нанобактериите се придружава от синтеза на нуклеинови киселини и протеини. - Скоростта на растеж на нанобактериите е изключително бавна - около 10 000 пъти по-бавна от скоростта на растеж на бактериите. - Същите нанобактерии, вероятно, с "еднакъв успех" могат да растат както в околната среда, така и вътре в еукариотните организми. - Метаболизмът на нанобактериите изглежда е много различен от метаболизма на други организми и поради все още неизяснени причини е тясно свързан с процесите на биоминерализация.
За да обяснят наблюдаваните характеристики на нанобактериите, финландските изследователи E. Olavi Kajander, Mikael Bjorklund, Neva Ciftcioglu предложиха следната теория: - Нанобактериите не синтезират свои собствениаминокиселини (и евентуално нуклеотиди), но се използват готови, получени от околната среда. - Нанобактериите не синтезират мастни киселини, а използват готови. В случай на недостиг на екзогенни мастни киселини мембранните липиди се заместват частично с Ca фосфат. - Нанобактериите нямат енергоемки активни транспортни системи, характерни за про- и еукариотните клетки. Транспортът на вещества в и извън клетката се осъществява чрез дифузия и Брауново движение, което се улеснява от ултрамикроскопичните размери на клетката. - Концентрацията на разтворените вещества и, следователно, осмотичното налягане вътре в нанобактериите не се различава от околната среда. В тази връзка нанобактериите не се нуждаят от енергоемки системи за поддържане на вътреклетъчната хомеостаза.
Нанобактериите - източникът на всеобщото зло?
Въпреки че името е плашещо, в статията няма да има мистика. Напротив, всичко е научно обосновано и вече е доказано. Природата често ни кара да мислим за нашите творения и може би колкото повече научаваме за науката за живота, толкова повече причина ще имаме да мислим за разрушителната сила, която винаги е била с нас и вътре в нас.
По-рано съобщихме за откриването от учени на най-малките бактерии - нанобактериите. Екипът на д-р Джон Лиска от клиниката Майо в Рочестър е открил бактерии със странни свойства в органите на някои болни хора. По-точно, американските специалисти са изследвали хирургични "отпадъци" - калцирани артерии, сърдечни клапи и т.н. На стените им изследователите откриха малки сфери с диаметър 30-100 нанометра. Проучванията показват, че наносферите отделят някои аминокиселини, но кои са все още неизвестни. Тези частици са способни на самовъзпроизвеждане - репликация обаче не е известнадосега, тъй като в състава на тези образувания не е открито ДНК. Наистина, за да може една клетка да поеме каквито и да е протеини и ДНК, тя трябва да е с диаметър поне 200 нанометра.
Сега, след обширни изследвания на нанобактерии, учените се опитват да отговорят на въпроса: дали живите микросфери са свързани с артериална калцификация? Изследователите свързват това заболяване с нанобактериите, защото са успели да свържат някои известни преди това факти.
Фрагмент от повърхността на Марс, предаден от апарата Spirit. Изображението е много подобно на увеличеното натрупване на нанобактерии в човешкото тяло.
Преди това нанобактериите се намираха само в геотермални източници - те образуваха колонии там и се чувстваха страхотно. През 1992 г. д-р Волк, докато изучава скали, разположени в близост до геотермални източници, предполага, че тези скали са продукт на жизнената дейност на нанобактерии, тъй като той не може да обясни по друг начин такова бързо производство на калциево-карбонатни скални примеси в източника с естествената химия на процесите, протичащи там. Волк също предположи, че нанобактериите могат не само да произвеждат скали, но и да се хранят с тях. Той дори изложи хипотеза за бактериалната природа на повечето видове метална корозия. Д-р Волк за първи път въвежда термина "нанобактерии". И накрая, Волк предположи, че по-голямата част от биомасата на Земята се състои именно от нанобактерии, които участват в световния кръговрат на минерали и органични вещества.
След това, няколко години по-късно, д-р Крис Романек, учен от НАСА, докато изследва фрагмент от марсиански метеорит, паднал в Антарктика, открива в него структури, наподобяващи нанобактерии. В този случай размерите на неизвестните частици също бяха около 50 nm! През 1996 г. Дейв Маккей и Крис изпълняватпублично, заявявайки, че бактерията, открита в състава на метеорита, е доказателство за наличието на живот на червената планета.
Разбира се, не всички се съгласиха с учените и тогава НАСА проведе серия от изследвания, насочени към изясняване на минималния размер на жизнеспособен организъм. По време на този проект беше установено, че най-малкият жив организъм трябва да има ДНК, кодираща набор от 250 основни протеина и поне една рибозома. Рибозомата е "машина" за производство на протеини според кода, заложен в молекулата на ДНК. Ако няма рибозома, няма да има протеини. Размерът на рибозомата е около 25 nm. Ако си представим, че е необходимо да поставим ДНК и рибозома в ограничен обем, така че този „организъм“ да произвежда протеини, тогава размерът на получения най-малък жив организъм ще бъде около 200 nm. Да, най-големите нанобактерии наистина са с размер около 200 nm. Но средният размер на една нанобактерия е 30-50 nm!
Следователно най-вероятно нанобактериите не използват ДНК за самовъзпроизвеждане. През 90-те години на миналия век Сидни Олтман и Томас Чех получават Нобелова награда за доказване на репликативните свойства на отделните РНК молекули. Те успяха да постигнат самокопиране на молекулата на РНК без рибозоми. Оттогава се утвърди мнението, че примитивният живот може да се осъществи без ДНК молекули. Почти всеки сложен самовъзпроизвеждащ се полимер може да бъде в основата на живота. Следователно, ако нанобактериите не могат да съдържат ДНК и рибозоми по размер, тогава те вероятно използват други механизми за възпроизвеждане и могат да се считат за живи организми.
Приблизително по същото време, когато учени от НАСА, екип от университета в Куопио, Финландия, също откри нанобактерии. Олави Каяндър и колегите му изучаваха фетален говежди серум (серум, получен отмъртви плодове - фетален телешки серум). Изследователите прекарват серума през филтри с диаметър на порите от 220 до 450 nm. Естествено, те приемат, че суроватката е свободна от микроорганизми и е смес от хранителни вещества и хормони. Но когато към серума бяха добавени живи клетки от бозайници, които трябваше да растат върху този хранителен разтвор, нещо ги уби. Освен това този ефект не беше постоянен, а се проявяваше от време на време. Олави предложи серума да се третира с гама-лъчение, за да се убият всички патогенни бактерии, които могат да се „плъзнат“ през филтъра. Но резултатът беше същият - нови клетки също умряха в облъчения серум. Олави предложи култивиране на това, което остава в серума и уби клетките, но учените не успяха да изолират патогена. Екипът махна с ръка и продължи изследването в друга посока.
След четири месеца в инкубатора Олави открива останалите култивирани проби от това, което е в серума. Случайно пробата беше забравена да бъде изхвърлена. На повърхността на серума се образува малко пяна. Заинтригуван, Олави проведе някои тестове на пяната. Нищо не се виждаше в оптичния микроскоп. Но когато погледнали пяната през електронен микроскоп, открили, че филмът изглежда като отпадъчен продукт на колония от бактерии. Пяната е на основата на апатит (калциев фосфат). Тогава Олави и екипът откриха виновниците – същите нанобактерии. Нито Олави, нито неговите колеги са се сблъсквали с подобно явление преди, така че им е било трудно да идентифицират какво е убило живите клетки в първите експерименти.
Олави и неговият екип се опитаха да убият бактериите с антибиотици, гама радиация и патогени. Нанобактериите се оказаха изненадващо издръжливи. Учените дори шеговито кръстиха нанобактерията „Бактерия-Конан." Финландският екип също нарече новия организъм нанобактерия, както и д-р Волк.
Колкото повече проби са взети, толкова повече нанобактерии са открити. Те бяха навсякъде: във въздуха, във водата, дори в човешката кръв! Но научната общност не прие откритието на финландците. Нанобактериите отдавна са наричани артефакт.
И едва през 2004 г. екипът на д-р Джон Лиски от Mayo Clinic в Рочестър най-накрая доказа тяхното съществуване. След продължителни изследвания и систематизиране на вече проучените свойства на нанобактериите, учените стигнаха до извода, че новият организъм е отговорен за много смъртоносни болести при хората и животните, геоложките промени на планетата и дори, че нанобактериите могат да превърнат марсианската цивилизация в калциев прах, а сега са стигнали и до нашата.
Нанобактерии са открити в 90% от камъните в бъбреците при пациенти с уролитиаза. В състава на камъните е открит и продукт от жизнената дейност на нанобактериите, минералът апатит. След принудително хранене на опитни зайци и плъхове с нанобактерии, те бързо развиват уролитиаза [4]. Директни инжекции на нанобактерии в бъбреците на плъхове доведоха до образуването на камъни в тях след месец! Нанобактериите също така са цитотоксични за фибробластите и бъбречните клетки in vitro, а също така провокират бъбречни кисти.Изследванията върху уролитиазата са проведени от финландския лекар Олави.
Атеросклерозата, често срещано заболяване днес, също се свързва с нанобактериите. Те причиняват патогенна калцификация на артериите [5]. Резултатите от аутопсията на пациенти, починали от атеросклероза, потвърждават наличието на нанобактерии в калцираните съдове в 100% от случаите. Изследователите, ръководени от д-р Паскас, облъчиха проби с доза от 0,8 мегарада. Едва след това върху калцинирания субстрат те спряхананобактериите се появяват по време на последващо култивиране [5].
Нанобактериите са непретенциозни: от една капка кръв в хранителна среда може да се получи стабилна култура за 2-4 седмици [6]. Те обаче се варуват много трудно. От всички ефективни средства изследователите се спират на гама лъчение. Но за лечение или профилактика на атеросклероза, доза от 0,8 мегарада ще причини по-сериозни проблеми от атеросклерозата.
Защо нанобактериите, живеещи в горещи гейзери, са попаднали в кръвта на бозайниците? Много е просто: кръвта също е топла, съдържа и хранителни вещества, полезни за нанобактериите, съдържа и калций. Освен това нанобактериите са постоянни гости в нашето тяло. Възможно е някои видове рак да се причиняват и от нанобактерии [7]. Този вездесъщ убиец не само постоянно паразитира върху хората, но и може да причини бавна смърт на своя гостоприемник, ако концентрацията на калций в кръвта е над допустимата норма. Изложена е теория, че нанобактериите са в основата на механизма на стареене на тялото, тъй като някои "безсмъртни" животни (един от видовете морски медузи) не съдържат нанобактерии.
Веднага след като учените разбраха за постоянната опасност, на която е изложен човек, те започнаха да търсят лек. Nanobac Life Sciences е основана, продължавайки изследванията, започнати от Olavi, Paskas, Liski и Volk. Компанията започва да провежда първоначални изследвания на нанобактериите и установява, че най-ефективното лечение за тях ще бъде нов вид антибиотик, който убива само наноорганизми, т.нар. наноантибиотик (или нанобиотик).
Някои учени дори предполагат, че марсиански метеорит ни е донесъл последното писмо от цивилизация от живи същества, убити от нанобактерии, кацнали случайно на Марс. На Земята нанобактериите отдавна са техниоткриха палеонтолозите още по-рано, но никой не подозираше, че това може да е живо. Следователно биосферата на Земята има имунитет към нанобактериите.
Изглежда, че човечеството и всички живи същества, съдържащи калций, имат друг враг, срещу когото могат да се борят само чрез нанотехнологични методи. Защо не самовъзпроизвеждащи се нанороботи? Така се оказва, че те съществуват от началото на времето.