Микробиота необходима для нормальной жизнедеятельности организма

Популярная механикаНаука

Биореактор внутри нас: как микробиота может управлять метаболизмом хозяина

Всего сто лет назад микробов, живущих в человеческом кишечнике, считали нахлебниками и вредителями. В последние годы человеческую микробиоту стали называть своеобразным органом нашего тела, необходимым для нормальной жизнедеятельности организма.

Валерий Поройко

Со времен Пастера известно, что желудочно-кишечный тракт человека — это, по существу, биореактор проточного типа, в котором обитает множество микроорганизмов. Отношение ученых к микрофлоре кишечника за это время радикально изменилось. Лет сто назад великий Илья Мечников, основоположник современной теории иммунитета, за создание которой он получил Нобелевскую премию (на двоих со своим непримиримым оппонентом, не менее великим Паулем Эрлихом), предлагал даже удаление толстого кишечника как один из способов продления жизни. А тем, кому эта мера казалась слишком радикальной, рекомендовал пить как можно больше кефира, чтобы вытеснить вредных, по его мнению, микробов полезными лактобактериями. Через полвека курс изменился на 180 градусов. Оказалось, что нормальная микрофлора кишечника, а также кожи и слизистых оболочек выполняет множество полезных функций — например, подавляет жизнедеятельность постоянно атакующих организм патогенных микроорганизмов. А в последние годы самые смелые из микробиологов пошли еще дальше, объявив человека и его микробов единым симбиотическим сверхорганизмом.

26dc84ddda16a356ec04451874c2507f.jpg

Развитие методов молекулярной биологии вывело ученых на новый уровень понимания процессов симбиоза человека и его микрофлоры, которые казались хорошо изученными и от дальнейшего изучения которых не ждали особых сюрпризов. Стремительный рост скорости и падение стоимости методов секвенирования ДНК (определения ее нуклеотидной последовательности) и параллельный рост мощности персональных компьютеров и развитие интернета дали возможность анализировать информацию о крупных участках геномов. После того как были расшифрованы хромосомы сотен видов отдельных бактерий, в генетике микроорганизмов появился новый подход — популяционный: анализ генов сразу всех бактерий, населяющих определенный ареал. Разумеется, население «человеческого биореактора» оказалось одной из наиболее важных для изучения микробных популяций.

Первая работа, заставившая совершенно по-новому взглянуть на кишечную микробиоту, была опубликована в 1999 году группой ученых из Национального института агрономических исследований (Франция) и Университета Ридинга (Великобритания). Авторы решили применить для исследования микробной популяции кишечника метод секвенирования генов 16S РНК (см. врезку «16S PHK — удостоверение личности бактерии»).

Что у нас внутри

Кодирующие последовательности 16S РНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) извлекали непосредственно из «окружающей среды» — 125 мг человеческого, извините, стула встраивали в плазмиды кишечной палочки (не потому, что она кишечная, а потому, что Escherichia coli — одна из любимых рабочих лошадок молекулярных биологов) и снова выделяли из культуры размножившихся бактерий. Таким образом была создана библиотека генов 16S РНК всех микроорганизмов, находившихся в образце. После этого случайным образом было отобрано и секвенировано 284 клона. Оказалось, что только 24% полученных последовательностей 16S РНК принадлежали известным ранее микроорганизмам. Три четверти микрофлоры, находящейся в кишечнике каждого человека, больше сотни лет избегали внимания исследователей, вооруженных методами классической микробиологии! Ученые просто не могли подобрать условия для культивирования этих бактерий, потому что самые капризные обитатели кишечника отказывались расти на традиционных микробиологических средах.

На сегодняшний день при помощи молекулярных методов установлено, что в микробиоте взрослого человека представлены 10 из 70 крупных бактериальных таксонов. Около 90% наших микробов принадлежат к типам Firmicutes (к ним относятся, например, всем известные лактобактерии — основные «виновники» скисания молока) и Bacteroidetes — облигатные анаэробы (организмы, способные жить только в отсутствие кислорода), которые часто используются в качестве индикатора загрязнения природных вод канализационными стоками. Оставшиеся 10% популяции поделены между таксонами Proteo-bacteria (к ним относится, среди прочих, и кишечная палочка), Actinobacteria (из одного из видов актиномицетов был выделен антибиотик стрептомицин), Fusobacteria (обычные обитатели ротовой полости и частая причина пародонтоза), Verrucomicrobia (недавно в геотермальном источнике был обнаружен вид этих микробов, питающихся метаном, которого в кишечнике предостаточно благодаря жизнедеятельности других микроорганизмов), Cyanobacteria (их до сих пор часто называют по-старому — «сине-зелеными водорослями»), Spirochaeates (по счастью, не бледные), Synergistes и VadinBE97 (что это за звери, спросите у создателей новой систематики прокариот).

8faf3782020d7f46cc0ed2eda2b63973.jpg

От младенчества до старости

Несмотря на то что видовой состав микроорганизмов кишечника достаточно однообразен, количественное соотношение представителей определенных систематических групп в микробиоте разных людей может сильно варьировать. Но что же представляет из себя нормальная кишечная микрофлора и каковы пути ее формирования?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Судьба разведчика Судьба разведчика

Под покровом секретности на Урале в 1962 году случился международный скандал

Популярная механика
Архимандрит Кирилл Говорун: Украинского раскола больше нет Архимандрит Кирилл Говорун: Украинского раскола больше нет

О том, чего удалось добиться созданием признанной автокефальной церкви

СНОБ
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Фокусы мозга. Как жить дальше, если сознание — всего лишь иллюзия Фокусы мозга. Как жить дальше, если сознание — всего лишь иллюзия

В мире набирает популярность концепция «иллюзионизма»

Forbes
Ты гонишь! Ты гонишь!

Лучшие в России рейсеры, вейкбордисты, скалолазы и будущий чемпион «Формулы 1»

Собака.ru
Приземлить большого человека. Можем ли мы остановить порывы властителей к великим переустройствам Приземлить большого человека. Можем ли мы остановить порывы властителей к великим переустройствам

Нет ли шанса хотя бы попытаться вернуть возможность приземлять больших людей?

СНОБ
«Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать «Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать

Игорь Краснов стал кандидатом на пост генпрокурора

Forbes
100 изобретений, которые изменили мир: часть 1 100 изобретений, которые изменили мир: часть 1

Список изобретений, которые сыграли важную роль в становлении человечества

Популярная механика
10 самых распространенных ошибок мышления 10 самых распространенных ошибок мышления

Фраза «Это не то, что ты подумал!» может быть применена ко всей жизни

Maxim
План президента: как Путин будет увеличивать доходы граждан и править Конституцию План президента: как Путин будет увеличивать доходы граждан и править Конституцию

Послание Путина Федеральному собранию оказалось богатым на важные заявления

Forbes
«Я нашла свое дело и любовь» «Я нашла свое дело и любовь»

Наша героиня упорно искала настоящую любовь годами

Psychologies
Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо

Создание истребителя пятого поколения дело хлопотное

Популярная механика
«Можем себе позволить»: почему миллионеры хотят платить больше налогов «Можем себе позволить»: почему миллионеры хотят платить больше налогов

Состоятельные американцы решили, что не могут мириться с налоговой системой

Forbes
Путешествие на Венеру: как исследовали самую яркую планету Путешествие на Венеру: как исследовали самую яркую планету

Венера – самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны

Популярная механика
Зачем нам кузнец? Зачем нам кузнец?

Фильму «Формула любви» исполняется 35 лет

Лиза
Задержки развития речи и приступы гнева: ученые установили связь двух проблем Задержки развития речи и приступы гнева: ученые установили связь двух проблем

У детей с задержками в развитии речи в два раза выше риск возникновения истерик

Psychologies
Статус: «В отношениях» Статус: «В отношениях»

Как правильно написать об отношениях на своей страничке?

Лиза
Магистрали Третьего рейха: проект гигантских железных дорог Магистрали Третьего рейха: проект гигантских железных дорог

Широкомасштабный проект циклопических железных дорог Третьего рейха

Популярная механика
Тайны замка Во Тайны замка Во

Приютские девочки уже расселись, каждая на своё место

Наука и жизнь
Аллергия на холод Аллергия на холод

Что это за реакция и как с ней бороться?

Лиза
Как избежать появления растяжек? 7 полезных подсказок для спортсменов и не только Как избежать появления растяжек? 7 полезных подсказок для спортсменов и не только

Линии на теле, с которыми все пытаются бороться

Playboy
В стране оленьей В стране оленьей

Финская Лапландия – сказочный, волшебный край

Psychologies
6 сериалов для запойного просмотра 6 сериалов для запойного просмотра

Лучшие продолжительные телешоу, которые гарантированно скрасят наступивший 2020

Esquire
Ракетное топливо улучшили с помощью радиации Ракетное топливо улучшили с помощью радиации

Радиационная обработка полимеров ускоряет получение ракетного топлива

Популярная механика
В мясе надо разбираться: степень прожарки стейка (названия и правила приготовления) В мясе надо разбираться: степень прожарки стейка (названия и правила приготовления)

Степени прожарки стейка: названия и способы приготовления

Playboy
Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины

И почему ему иногда от этого хорошо, а иногда — плохо.

Maxim
Коммуна в большом городе: первый инклюзивный коливинг открылся в Лос-Анджелесе Коммуна в большом городе: первый инклюзивный коливинг открылся в Лос-Анджелесе

Жилье в этом комплексе посильно для людей с разным достатком

Forbes
Властелины башен: «Москва-Сити» как зеркало российского бизнеса Властелины башен: «Москва-Сити» как зеркало российского бизнеса

Частных инвесторов и владельцев небоскребов неуклонно вытесняет государство

Forbes
Осторожно, антиколлекторы! Осторожно, антиколлекторы!

Жулики обирают должников, которых «прессуют» коллекторы

Лиза
Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги Кэндес Бушнелл: Есть ли еще секс в большом городе? Отрывок из книги

Кэндес Бушнелл: рассуждает об интимных вопросах в своей новой книге

СНОБ
Открыть в приложении