SLU-nyhet

Kriget i jorden kan hjälpa oss att förutspå antibiotikaresistens

Publicerad: 03 augusti 2018
Bahram fig 1,300x300.jpg

Forskare vid SLU, Uppsala universitet, Tartu universitet och European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Heidelberg har tillsammans genomfört den första globala genomiska kartläggningen av bakterier och svampar i jord. Resultaten, som publiceras i tidskriften Nature, visar att bakterier och svampar kämpar mot varandra om tillgången på näring. Som vapen producerar svamparna olika antibiotiska ämnen samtidigt som resistens utvecklas som botemedel hos bakterierna. Studien kan bland annat hjälpa oss att förutspå hur resistens mot antibiotika sprids och hur bakterier kan bli resistenta.

För första gången har forskare genomfört en global kartläggning av arvsmassan hos jordlevande bakterier och svampar.

- Den här informationen kan användas för att förutse hur resistens mot antibiotika sprids i olika ekosystem och hur bakterier som orsakar sjukdomar hos människor kan bli resistenta. Vidare kan de också bidra till att hitta platser där den naturliga förekomsten av resistens är stor, säger Mohammad Bahram, forskare vid Uppsala universitet och biträdande lektor vid SLU och försteförfattare av studien.

Forskarna upptäckte att bara hälften av de gener som hittades överlappade med befintlig data från mikroorganismer i magen och i haven. De fann också att variationen av bakterier var lägre där det fanns fler svampar.

- Vi hittade en stark koppling mellan antalet gener som kodar för antibiotikaresistens och mängden svamp, speciellt svamp som kan producera antibiotika. Släktet Penicillum är exempel på antibiotikaproducerande svampar. Detta tyder på att antibiotika är ett vapen som svampar använder för att konkurrera och bara bakterier som utvecklat resistens klarar sig, säger Mohammad Bahram.

Forskarna upptäckte regionala skillnader i mängden svampar och bakterier där den största mångfalden av bakterier hittades i tempererade zoner med stabilt klimat. Temperatur är det som påverkar mest. Bakterier föredrar varma och fuktiga platser medan svampar trivs bäst på kalla och torra platser som tundra. Det tyder på att bakteriers och svampars bidrag till näringsämnens kretslopp skiljer sig på olika platser i världen och att klimatförändringarna kan påverka deras sammansättning och funktion på olika sätt.

- De klimatmodeller vi har för Sverige, till exempel de som tagits fram av SMHI, visar att både temperatur och nederbörd kommer att öka i framtiden. Därför är det viktigt att ta reda på hur ett varmare och fuktigare klimat kommer att påverka svampar och bakterier i jorden, säger Jennifer Anderson, forskare vid avdelningen för systematisk biologi vid Uppsala universitet och medförfattare till studien.

När forskarna jämförde data från platser utan mänsklig påverkan med data från platser med mänsklig påverkan fann de att förhållandet mellan bakterier, svampar och antibiotika skilde sig åt. Forskarna menar att människor, genom till exempel jordbruk och trädgårdsarbete, påverkar mikroorganismerna i jorden. Konsekvenserna av detta är ännu okända. Däremot kan en ökad kunskap om hur svampar och bakterier interagerar med varandra i jorden bidra till minskad användning av gödsel inom jordbruket, vilket kan ge mikroorganismer en bättre chans till överlevnad i sin naturliga livsmiljö.

- Vissa av de här globala trenderna visade sig även lokalt, så det skulle vara intressant att se om jordbruk har förändrat balansen mellan svamp och bakterier i nordliga länder som Sverige, där det finns betydligt fler svampar än bakterier i naturen, säger Mohammad Bahram.

Bahram fig2.jpg
Konkurrensen mellan svamp och bakterier reglerar deras balans i jorden. Foto/illustration: Siiri Jüris.
Bahram fig 1.jpg
Globalt krig mellan bakterier och svampar. En illustration av konkurrensen mellan svampar och bakterier med antibiotika som vapen. Foto/illustration: Siiri Jüris.

Kontakt:

Mohammad Bahram, doktor i systematisk biologi, Uppsala universitet, biträdande lektor, SLU.
E-post: Mohammad.Bahram@ebc.uu.se 
Tel: +3725160487

Martin Ryberg:
E-post: martin.ryberg@ebc.uu.se
Tel: 018 - 471 26 47, 070-64 967 21

Pressbilder:
Globalt krig mellan bakterier och svamp.
Motsatsförhållandet mellan svamp och bakterier.

Fakta:

Vanlig jord är full av liv där mikroorganismer bryter ner dött material, fixerar näringsämnen från luften och lagrar kol, men kunskaperna om deras gener är begränsad. Det här är den första globala studien av arvsmassan hos jordlevande bakterier och svampar.

Studien omfattar 58 000 prover från 1 450 olika platser på jordklotet som noga valts ut för att minimera påverkan från människan som till exempel jordbruk. Vidare valdes 189 av provtagningsplatserna ut för särskilt noggrann analys, vilket täckte samtliga av jordens viktigaste miljözoner, från tundra till tropisk regnskog. Detta genererade 14,2 terabyte data. Studien tog sammanlagt fem år.

Studien finansierades av det estniska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Kungliga Vetenskapsakademien, Helge Axson Johnsons Stiftelse, och det Nederländska vetenskapsrådet. Projektet har också fått finansiering från det Europeiska Laboratoriet för Molekylär Biologi (EMBL) och ett Marie Skłodowska-Curie Stipendium.


Kontaktinformation
Sidansvarig: kristin.johansson@slu.se