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

Открыть огонь! Открыть огонь!

Приготовление кебаба — почти священнодействие

Вокруг света
«Для миллениалов это может сработать»: как устроена работа сервиса «Яндекс.Лавка» «Для миллениалов это может сработать»: как устроена работа сервиса «Яндекс.Лавка»

«Яндекс.Лавка» осваивает рынок доставки продуктов питания

Forbes
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Фотографии знаменитостей, сделанные незадолго до их гибели Фотографии знаменитостей, сделанные незадолго до их гибели

Последние дни или даже часы жизни знаменитых людей.

Популярная механика
Зачем нам кузнец? Зачем нам кузнец?

Фильму «Формула любви» исполняется 35 лет

Лиза
Почему миллионы людей помешались на «Безымянной игре про гуся» Почему миллионы людей помешались на «Безымянной игре про гуся»

Разработанная четырьмя молодыми людьми игра вдруг прогремела на весь мир

GQ
Фантастически интересный эксперимент над экономикой: какими были 2010-е Фантастически интересный эксперимент над экономикой: какими были 2010-е

В 2020-е финансовые рынки вполне могут быть успешными

Forbes
5 шагов к счастливым отношениям 5 шагов к счастливым отношениям

Ключевые вопросы, которые лежат в основе отношений с собой и с другими людьми

Psychologies
Комплекс упражнений с гирей 16 кг: эффективная программа на все группы мышц Комплекс упражнений с гирей 16 кг: эффективная программа на все группы мышц

Самые базовые упражнения с гирей 16 кг на все группы мышц

Playboy
Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook

Пожертвования операционного директора Facebook Шерил Сэндберг не прозрачны

Forbes
Топ-5 секретов молодости Дженнифер Энистон: как потрясающе выглядеть в 50 лет Топ-5 секретов молодости Дженнифер Энистон: как потрясающе выглядеть в 50 лет

Звезда поделилась секретами, благодаря которым она всегда молода и прекрасна

Cosmopolitan
В Африке найдена четвертая ветвь человечества В Африке найдена четвертая ветвь человечества

В Африке жили четыре популяции людей, имеющие прежде существенные различия в ДНК

Популярная механика
«Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена «Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена

Тина Канделаки — о любви банкира Петра Авена к русскому искусству

Forbes
Тренировки в спортзале для мужчин: программа упражнений на все тело Тренировки в спортзале для мужчин: программа упражнений на все тело

Содержательная программа тренировок в тренажерном зале для мужчин

Playboy
Как лучше позвать девушку на свидание — звонком или сообщением? Как лучше позвать девушку на свидание — звонком или сообщением?

Какой вариант продолжения знакомства эффективнее: звонок или сообщение?

Maxim
«Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей «Нельзя», «можно» или «надо»? Шпаргалка для родителей

Шпаргалка по открытым и доверительным отношениям взрослых и детей

Psychologies
«Стопроцентный технократ». Что надо знать о Михаиле Мишустине, которого Путин назначил премьером вместо Медведева «Стопроцентный технократ». Что надо знать о Михаиле Мишустине, которого Путин назначил премьером вместо Медведева

Чем известен Михаил Мишустин

СНОБ
Чем опасны массовые вымирания Чем опасны массовые вымирания

Последствия массовых вымираний непредсказуемы

Популярная механика
История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга

Увлекательный рассказ об изобретении противозачаточных таблеток

Esquire
Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги

Биби ведёт дневник, в котором записывает выдуманные истории

СНОБ
Миллиардер, который разбогател больше других американских бизнесменов при действующем президенте США Миллиардер, который разбогател больше других американских бизнесменов при действующем президенте США

Основатель Amazon Джефф Безос увеличил свое состояние на $46

Forbes
Спиртакиада: ещё 11 алкогольных игр Спиртакиада: ещё 11 алкогольных игр

Кавалькада шумных, курьезных и пьяных забав

Maxim
Как другая модель оплаты решает кризис доверия на рынке блогеров Как другая модель оплаты решает кризис доверия на рынке блогеров

Рынок рекламы в блогах проходит через стадию трансформации модели оплаты

Forbes
Почему мы не всегда ждем продолжения любимых сериалов Почему мы не всегда ждем продолжения любимых сериалов

Новаторство сериального сторителлинга может потонуть в мыльной опере

РБК
Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление

Airpods Pro от Apple показали себя намного лучше, чем обычные наушники Airpods

CHIP
Едим мясо и худеем? Едим мясо и худеем?

Карнивор-диета – настоящий праздник для мясоедов, но чего от неё стоит ждать?

Лиза
Как книги помогают укрепить связь с ребенком Как книги помогают укрепить связь с ребенком

Чтение — способ проложить мостик от ребенка к родителю

Psychologies
Идем на рекорд! Как научиться быстро читать Идем на рекорд! Как научиться быстро читать

Как научиться быстро читать без профессиональной подготовки за короткие сроки

Cosmopolitan
Какое подогреватель двигателя лучше поставить на автомобиль? Какое подогреватель двигателя лучше поставить на автомобиль?

Какие бывают подогреватели двигателя и как их правильно выбрать

CHIP
ЭКО: непорочное зачатие и победа над бесплодием ЭКО: непорочное зачатие и победа над бесплодием

Открытие, которое сделало счастливыми многих людей и подарило тысячи жизней

СНОБ
Открыть в приложении