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

Открыт новый тип невероятно прочной химической связи Открыт новый тип невероятно прочной химической связи

Во время химических реакций возникают все новые и новые связи

Популярная механика
От Оливье до оливье От Оливье до оливье

Здание по адресу улица Неглинная, 29/14 имеет богатое прошлое

Дилетант
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Герои Парижа Герои Парижа

Стандартные маршруты наскучили?

Лиза
Вызов на ковер Вызов на ковер

Получив приглашение на «Оскар», беритесь за телефон

Tatler
Windows 7 перестали обновлять: на какую ОС переходить? Windows 7 перестали обновлять: на какую ОС переходить?

Какие альтернативы Windows 7 существуют

CHIP
Вступление Александра Македонского в Вавилон Вступление Александра Македонского в Вавилон

Эта серия картин принесла Шарлю Лебрёну дворянский титул и пожизненную пенсию

Дилетант
С итальянским акцентом С итальянским акцентом

Квартира в Париже с классической французской архитектурой и южных оттенков

AD
Поправки Путина погоду не меняют Поправки Путина погоду не меняют

Есть ли реальный смысл в изменении Конституции

Русский репортер
Как Джон Майер стал одним из самых влиятельных часовых коллекционеров Как Джон Майер стал одним из самых влиятельных часовых коллекционеров

Бизнесмены, музыканты, актеры хотят носить такие же часы, как у Джона Майера

GQ
Нормально ли постоянно думать об «этом»? 6 признаков секс-зависимости Нормально ли постоянно думать об «этом»? 6 признаков секс-зависимости

Мужчины якобы думают о чем-то интимном каждые семь секунд

Playboy
Танцуют все! Танцуют все!

Попасть на сказочный бал просто, и фея не нужна

Лиза
Как музыка влияет на чувства и способности человека Как музыка влияет на чувства и способности человека

Какие процессы происходят в мозге во время прослушивания музыки

СНОБ
Выжить в теории: какова вероятность, что произойдет нечто невероятное Выжить в теории: какова вероятность, что произойдет нечто невероятное

Статистика — штука без эмоций, сплошная математика

Популярная механика
Долгий перелет? 11 главных способов избежать дискомфорта на борту самолета Долгий перелет? 11 главных способов избежать дискомфорта на борту самолета

Как облегчить себе перелет, особенно если ты летишь не бизнес-классом

Playboy
«Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность «Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность

У каждого свой порог психологической выносливости, и никто не может предсказать

Psychologies
Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции

Снюс — что это, наркотик или хорошая альтернатива сигаретам?

Playboy
Собрание оскорбленных. Почему в России так любят обижаться Собрание оскорбленных. Почему в России так любят обижаться

В стране почти профессиональных оскорбленных новый скандал с «батонами»

СНОБ
Как общаться с токсичными людьми, когда не общаться с ними нельзя Как общаться с токсичными людьми, когда не общаться с ними нельзя

«Токсичный» человек — тот, кто разрушает вашу веру в себя и в окружающий вас мир

РБК
Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин

«Женщина. Учебник для мужчин»: почему эту популярную книгу точно не стоит читать

Cosmopolitan
Старк и Лувр Старк и Лувр

У парижского отеля–паласа Le Meurice масса достоинств

SALON-Interior
Все могло быть иначе: Егор Гайдар и история российских реформ Все могло быть иначе: Егор Гайдар и история российских реформ

Амбициозность гайдаровской программы и трудности, с которыми она столкнулась

Forbes
Явления – народу Явления – народу

В канонической фантастике 2010-е считались далеким будущим

Esquire
Как экс-дизайнер BMW и Tesla решил конкурировать с Илоном Маском, сдавая электромобили в аренду за $379 Как экс-дизайнер BMW и Tesla решил конкурировать с Илоном Маском, сдавая электромобили в аренду за $379

Хенрик Фискер выходит на рынок электромобилей с инновационной идеей

Forbes
Как правильно пить джин: самые интересные способы и идеальная закуска Как правильно пить джин: самые интересные способы и идеальная закуска

Как пить джин, чтобы получить максимальное удовольствие от этого напитка?

Playboy
Зимние чудеса России Зимние чудеса России

Все эти уникальные и фантастические по красоте места – не выдумка сказочника

Лиза
Теперь без Британии: как Brexit изменит европейские рынки капитала Теперь без Британии: как Brexit изменит европейские рынки капитала

Как это повлияет на финансовый сектор Европы, затронет ли российских инвесторов?

Forbes
Самые полезные каши: лучшие крупы для здоровья и стройности Самые полезные каши: лучшие крупы для здоровья и стройности

Каша является одним из традиционных блюд исконно русской кухни

Cosmopolitan
10 крупнейших технологических ошибок в истории 10 крупнейших технологических ошибок в истории

Ошибаются все, но некоторые ошибки приводят к более серьёзным последствиям

Популярная механика
Благословенное проклятие Дины Рубиной Благословенное проклятие Дины Рубиной

Как строить жизнь и экстремальные повороты сюжета

Русский репортер
Открыть в приложении