P. aeruginosa, печально известная как один из распространенных возбудителей внутрибольничных инфекций, может расщеплять пластик, используемый в медицине.
Среди пластиков, широко применяемых в больничных учреждениях, в последние годы особенно широко используется поликапролактон (ПКЛ). Он биоразлагаем, биосовместим и биорезорбируем, поэтому его применяют в шовном материале, в качестве компонента композитных имплантов и зубных пломб и даже задействуют в технологии 3D-печати костных имплантов.
Известно, что некоторые бактерии окружающей среды обладают способностью расщеплять некоторые виды пластика, в том числе ПКЛ, однако у клинически значимых патогенов, таких как P. aeruginosa (синегнойная палочка), такая способность ранее не изучалась.
Тем не менее способность некоторых штаммов этой бактерии подолгу оставаться на больничных поверхностях, а также ее склонность к формированию устойчивых биопленок натолкнула ученых на мысль, что и синегнойная палочка тоже может вырабатывать ферменты, которые помогают ей расщеплять пластики и прочнее закрепляться на поверхности.
Для подтверждения этой теории сначала ученые провели геномный анализ патогенных изолятов P. aeruginosa для выявления генов, гомологичных тем, что кодируют полиэстеразу (фермент, расщепляющий полиэстер) у бактерий окружающей среды. Наибольшее совпадение с полиэстеразой наблюдалось у фермента альфа/бета-гидролазы, которую назвали Pap1 и использовали в качестве отправной точки исследования.
На следующем этапе ген, кодирующий Pap1, внедрили бактериям E. coli, тем самым привив им возможность вырабатывать данный фермент. В результате такие «гибридные» бактерии приобретали способность расщеплять ПКЛ.
И напротив, искусственно созданный штамм P. aeruginosa, в котором данный ген был удален, утрачивал способность к расщеплению этого пластика.
Кроме того, в ходе исследования был обнаружен еще один любопытный факт: бактерии с ферментом Pap1 «воровали» углерод из ПКЛ, обеспечивая тем самым формирование более устойчивой биопленки.
Эти открытия проливают свет на одну из возможных причин высокой жизнеспособности синегнойной палочки, однако вместе с тем они не могут не вызывать беспокойство.
ПКЛ — поликапролактон.
Pap1 — патоген-ассоциированная полиэстераза 1 (англ. pathogen-associated polyesterase 1).
https://www.nature.com/articles/d41586-025-01412-5
