Люди окружены тысячами разнородных видов молекул химических веществ

Частицы, микроорганизмы и химикаты бомбардируют нас каждую секунду. Впервые ученые глубоко изучили их активность, они следуют за нами, куда бы мы ни пошли. Интригующие выводы были опубликованы в научном журнале Cell.

Актуальность проблемы

Мы знакомы с геномом (сумма нашего генетического материала) и микробиомом (совокупностью микробных гостей, которые проживают в нас и на нас). Однако экспосом включает в себя диапазон бактерий, химических веществ, вирусов, растительных частиц, грибков и микроскопических животных, которые вступают в контакт с нами во время нашей повседневной жизни.

Профессор Майкл Снайдер (Michael Snyder) объясняет, почему он решил провести это исследование.

«На здоровье человека влияют две вещи: ваша ДНК и окружающая среда. Ученые измеряли загрязнение воздуха в широких масштабах, но никто не измерял биологические и химические воздействия на личном уровне», — говорит он.

Но ведь, если за людьми, страдающими сезонной аллергией, наблюдать в течение года, можно точно определить, от чего у них аллергия; это может потенциально помочь им избежать конкретного аллергена в будущем.

Материалы и методы исследования

Ученые наблюдали за 15 участниками, используя специальную технологию: модифицированное устройство контроля воздуха. Он надевался на руку и принимал крошечные частицы из окружающего воздуха; субмикронный фильтр захватывает все, что всасывается, включая вирусы, бактерии и грибки. За участниками наблюдали около 2 лет. После ученые проанализировали содержимое фильтра, включая тестирование ДНК и РНК.

Некоторые люди контролировались в течение 1 недели, а другие в течение 1 месяца. Один участник — сам профессор Снайдер — носил измерительный прибор на протяжении всего двухлетнего периода. В целом, участники посетили 50 отдельных мест.

Результаты научной работы

Соавтор исследования Чао Цзян (Chao Jiang) говорит: «Ученые собрали отдельные базы данных бактерий, вирусов или грибков, но чтобы полностью расшифровать наше экологическое окружение, мы создали базу данных с панорамой, которая охватывает больше 40 000 видов».

Эта обширная новая база данных содержит информацию о бактериях, вирусах, животных, грибах, растениях и т.д. Она полностью доступна для поиска, позволяя ученым увидеть четкую картину всех обнаруженных организмов.

«Никто никогда не проводил этого исследования раньше. У нас было около 70 миллиардов частиц», — говорит профессор Майкл Снайдер.

Ученые были особенно удивлены различием, которое они видели между людьми, проживающими в относительной близости.

«Оказывается, даже у людей, проживающих на очень близких расстояниях, имеются разные профили экспозиции или «подписи», — объясняет профессор Снайдер. «Персональные подписи — это следы определенных грибков, растений, химических веществ и бактерий, которые постоянно наблюдаются на одном человеке или вокруг него, но они различаются между людьми. Многие аспекты окружающей среды способствуют этой микроскопической амальгаме — домашние животные, бытовая химия, цветущие цветки и даже дождь. Суть в том, что у всех нас есть свое собственное «облако», которое нас окружает».

Например, человек, который проживал в Сан-Франциско, имел относительно высокий уровень «иловых бактерий» — тип, который вы найдете в очистных сооружениях. С другой стороны, профессор Снайдер имел стабильно высокий уровень грибков.

Он считает, что у него может быть объяснение этой аномалии: «Парень, который красил мой дом, — объясняет он, — был экологически чистым человеком и избегал использования краски с веществом под названием пиридин. Пиридин убивает грибки и, по мере того как уровни пиридина в краске уменьшены, грибковые уровни увеличиваются».

Однако, несмотря на различия между отдельными людьми, команда располагала определенные химикаты в большинстве образцов. Они включали DEET (репеллент для насекомых) и несколько канцерогенов.

Выводы

С помощью данных, к которым дает доступ этот метод, следующая задача будет заключаться в том, чтобы использовать и осмыслить их всех. Это займет гораздо больше времени.