1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. mikro-organismit

Jokaisella kaupungilla on oma sekoituksensa viruksia ja bakteereja – mikrobitutkija tunnistaisi kengistäsi, missä olet kulkenut

Aluksi mikrobinäytteitä pyyhittiin vain New Yorkin metrossa, nyt yli sadassa kaupungissa eri puolilla maailmaa. Analyyseissä on löytynyt tuhansia mikrobilajeja, joita ei tunnettu ennestään.

Apulaisprofessori Christopher Mason ja lääketieteen opiskelija Heba Shabaan nappaamassa New Yorkin metron mikrobeja viime kesänä. Kuva: Christopher Mason / Cornellin yliopisto

Viisi vuotta sitten Yle kertoi, että Tukholmassa oli alettu jahdata bakteereja metroasemien liukuportaiden kaiteista. Tukholma oli liittynyt MetaSUB (siirryt toiseen palveluun)-projektiin, jossa aiottiin kartoittaa joukkoliikenteen mikro-organismit kymmenissä kaupungeissa, New Yorkista Osloon, Rio de Janeirosta Tokioon.

Cornellin yliopiston (siirryt toiseen palveluun) geneetikon Christopher Masonin tavoitteena oli alkujaan selvittää pelkästään New Yorkin metroasemien ja -junien mikrobipopulaatioita. Idean hän oli saanut tyttärensä päiväkodissa katsellessaan lelujen kulkeutumista lapselta lapselle.

Häntä alkoi mietityttää, millaisia mikrobeja ihmisten välillä mahtoi siirtyä metrossa, jolla hän kulki päivittäin työmatkansa miljoonien muiden ihmisten joukossa.

Kun tieto Masonin Pathomap-projektista (siirryt toiseen palveluun) levisi tutkijapiireissä, häneen alettiin ottaa yhteyttä eri puolilta maailmaa. Moni halusi vinkkejä samanlaisen hankkeen aloittamiseksi omassa kaupungissaan. Tukholman yliopiston tutkijat olivat tuossa joukossa.

Masonin idea laajeni kansainväliseksi MetaSUBiksi, kuudelle mantereelle, 32 maahan ja 60 kaupunkiin, joiden näytteisiin Cell-lehdessä (siirryt toiseen palveluun) vastikään julkaistu tutkimus perustuu. Näytteitä otettiin vuosina 2015–2017. Metrottomissa kaupungeissa ne pyyhkäistiin busseista.

Masonilla on nyt väite, joka saattaa yllättää: jokaisen kaupungin mikrobiologinen sormenjälki on niin ainutlaatuinen, että kengän pinnasta otetun näytteen DNA-sekvensoinnilla pystyttäisiin kertomaan ihmisen kotikaupunki 90 prosentin todennäköisyydellä.

Tässä niitä kulkee, ihmisiä ja heidän mukanaan mikrobeja. "Osa New Yorkin metroasemista näyttää hiivojensa määrän puolesta pienpanimoilta", sanoi Christopher Mason Pathomap-kartoituksen jälkeen. Kuva: Oguzhan Dursun / Alamy / AOP

Tutkimusta varten otettiin tuhansittain näytteitä pinnoilta, joita ihmiset useimmiten koskettavat. Näytteiden DNA sekvensoitiin, ja sekvensseistä laadittiin maailmankartta kaupunkien mikrobiologisesta ekosysteemistä (siirryt toiseen palveluun).

Sen ydin on lähes kaikkialla sama, mutta jokaisella kaupungilla osoittautui olevan muista poikkeava "molekulaarinen kaikunsa", kuten tutkijat havaintoaan nimittävät.

97 prosentista kaupunkeja löytyivät samat 31 mikrobilajia, mutta kussakin kaikuvat lisäksi kaupungin erityistekijät, selittää tutkimusartikkelin pääkirjoittaja, MetaSUBin johtava bioinformaatikko David Danko.

Selityksiä voi olla paljon: maantieteellinen sijainti ja ilmasto, asukkaiden tyypillinen ruokavalio tai yleinen hygienian taso. Ne ovat kuitenkin toistaiseksi hypoteeseja. Tutkijat pohtivat myös, kuinka paljon silkka sattuma mahtaa vaikuttaa mikrobikirjoon.

Puolet ydinlajeista on peräisin ihmisten sisältä tai heidän iholtaan, kuten kasvojen ihon öljyistä pitävä Cutibacterium acnes. Osa on tyypillisiä maabakteereja, mutta osan yleisyys sai tutkijat kummastelemaan. Mitä valtamerten syvyyksistä löydetty Modestobacter marinus tekee sisämaakaupungeissa?

Selitys saattaa olla sen sitkeydessä. Sen tiedetään kasvavan jopa kivellä. Monet muutkin ydinlajeista ovat sellaisia, että mahdottomilta tuntuvat elinympäristöt eivät näytä hätkäyttävän niitä.

Micrococcus luteus oli yksi 31 bakteerista, jotka löytyivät lähes kaikkialta maailmassa. Ihmisessä se elelee mielellään iholla, ja jos T-paita haiskahtaa helteellä, yksi syypäistä on todennäköisesti tämä bakteeri. Kuva: Gainew Gallery / AOP

Tutkimuksessa löytyi tuhansia mikrobilajeja, joita ei ennestään ollut missään tietokannassa. Vanhoja tuttuja löytyi kaikkiaan 4 246, uusia tuttavuuksia paljon enemmän:

  • 10 928 DNA-viruslajia
  • 1 302 bakteerilajia
  • 2 arkeonilajia

– Kun istahdat metron penkille, mukanasi siirtyy todennäköisesti aina jokin aivan uusi mikrobilaji, Christopher Mason sanoo.

Ihmisten ei silti kannata pelästyä tuloksia; mikrobit ovat osa jokapäiväistä ekosysteemiämme, ja ellei meillä ole tasapainoista mikrobiomia, voimme monella tavalla huonosti, korostavat sekä Mason että Danko.

Sitä paitsi lähes kaikki nyt löydetyt uudet virukset ovat faageja eli eivät ihmisten vaan bakteerien viruksia, tutkimuksessa todettiin.

Osa aiemmin tuntemattomista mikrobeista näyttää pärjäävän vain metron muovi-istuimella tai aseman metallikaiteella. Kun tutkijat yrittivät viljellä niitä laboratoriossa, ne kuolivat.

Vaikka syytä hygieniapaniikkiin ei ole, tulosten perusteella on selvää, että kaupunkien mikrobipopulaatioilla on vaikutuksia ihmisten terveyteen, tutkimuksessa todetaan.

Vaikutusten mekanismit vaihtelevat ja ne tunnetaan huonosti, joten kaupunkien mikrobidynamiikan ymmärtäminen on vasta aivan alussa, paitsi pandemioiden osalta, tutkijat sanovat.

Näytteet näihin analyyseihin kerättiin ennen COVID-19-pandemian puhkeamista, eikä sen aihettaja olisi tutkijoiden haaviin jäänytkään, koska koronvirukset ovat RNA-viruksia. Samasta syystä pimentoon jäivät influenssavirukset.

Tutkijoiden toiveena on löytää uusia keinoja mikrobien mahdollisten terveysuhkien havaitsemiseksi. Sellaisen voisivat aiheuttaa esimerkiksi antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit. Niistä löytyi merkkejä laajalti mutta ei suuressa määrin.

Tutkijoita eivät toisaalta kiinnosta vain patogeenit, tautien aiheuttajat, vaan myös se, mitä tietoa kaupunkien mikrobit mahdollisesti voisivat tarjota lääketieteen hyväksi, tulevien antibioottien ja muiden lääkkeiden ja diagnostiikan kehitykselle.

– Ihmisillä on tapana pitää sademetsien biodiversiteettiä runsaudensarvena, josta voi saada uusia lupaavia ideoita, mutta sellainen on myös metron kaide tai penkki, sanoo Mason.

Tukholman metrosta ryhdyttiin kartoittamaan mikrobeja sillä mielin, että tulosten perusteella voitaisiin tehdä päättäjille ehdotuksia metromatkustamisen terveellisyyden parantamiseksi. Kuva: Sergio Azenha / Alamy / AOP

MetaSUB on vuosien varrella laajentunut yhä isommaksi hankkeeksi. Nyt sekvensoidaan sekä DNA:ta että RNA:ta ja kaupunkien mikrobinäytteitä kerätään myös ilmasta, vedestä ja viemärivedestä.

Kaupunkeja on mukana jo yli sata, ja hankkeesta kiinnostuneita vapaaehtoisia on haastettu mukaan vuosittaiseen mikrobienbongaukseen (siirryt toiseen palveluun), pyyhkimään näytteitä liikennevälineistä ja asemilta yhtenä päivänä kesäkuussa.

Tukholman yliopiston molekyylibiologian professori Per Ljungdahl kiittää ensimmäistä kartoitusta merkittäväksi ensiaskeleeksi.

Kartoituksissa karttuva tieto auttaa ennen pitkää tekemään kaupungeista aiempaa turvallisempia ja toimivampia ja kestävän kehityksen mukaisia, hän kommentoi Ruotsin maataloustieteellisen yliopiston (siirryt toiseen palveluun) SLU:n sivulla. Myös SLU on mukana MetaSUBissa.

– Mikrobikasvuston systemaattisesta seurannasta julkisilla paikoilla, esimerkiksi metrossa, pitäisi tehdä tulevaisuudessa säännönmukaista, jotta voimme havaita patogeenit ja olla perillä niiden leviämisestä. COVID-19 todistaa, että sillä on merkitystä, Ljungdahl sanoo.

Tukholma oli yksi kuudesta kaupungista, jotka olivat mukana myös oheistutkimuksessa, joka julkaistiin samaan aikaan Microbiome (siirryt toiseen palveluun)-lehdessä.

New Yorkin, Denverin, Lontoon, Hongkongin, Oslon ja Tukholman metrojen ilmasta kerättiin näytteitä leijuvien mikrobien jäljittämiseksi. Tässäkin tutkimuksessa erot kaupunkien välillä olivat selvät.

Lue lisää:

Joukkokuolema vatsassamme: Ihmisen suoliston kuhinasta on kadonnut suuri määrä hyväntekijöitä