Микробные фармацевты внутри нас

Микробиом может влиять на многие важнейшие процессы в организме хозяина

Наука и жизньНаука

Микробные фармацевты внутри нас

Давно не новость, что микробиом может влиять на многие важнейшие процессы в организме хозяина. Удивительно лишь то, что до сих пор в этом вопросе много белых пятен, одно из которых — влияние микроорганизмов на биотрансформацию всего, что человек кладёт в рот, и не только.

Известный канадский врач Уильям Ослер (1849—1919) достаточно метко охарактеризовал одну из важнейших проблем медицины: «Если бы пациенты не были такими разными, медицина вполне могла бы быть наукой, а не искусством». Уильям Ослер, конечно, ничего не знал о генетике. Но даже в XIX веке было широко известно, что люди очень по-разному реагируют на одни и те же лекарства.

Предполагалось, что расшифровка последовательности трёх миллиардов букв, составляющих геном человека, наконец раскроет генетическую основу каждой болезни и позволит учесть бóльшую часть различий между людьми. Но всё стало только сложнее. Самым поразительным оказалось то, что генов у человека вовсе не 100 000, как предполагалось ранее, а всего лишь около 20 000, причём различия между этими генами не полностью объясняют широкую изменчивость среди людей.

Микроорганизмы, обитающие в кишечнике, в совокупности кодируют на порядки больше генов, чем весь геном человека. Похоже, это и есть тот фактор, влияние которого до сих пор не учитывалось. Это генетическое разнообразие обеспечивает богатый набор ферментов, потенциально способных принять участие во многих процессах, в том числе и в метаболизме лекарств.

Тёмный лес внутреннего мира человека

Нобелевский лауреат
1939 года по
физиологии и медицине
Герхард Домагк
Фото: http://www.nobelprize.
org/nobel_prizes/medicine/
laureates/1939/
Wikimedia Commons/PD

Наше тело колонизировано триллионами различных микроорганизмов, представленных тысячами видов, относящихся к бактериям, грибам и даже археям. Большинство из них обосновалось в кишечнике, что создаёт некоторые трудности для их изучения — на первый взгляд небольшие. Казалось бы, что сложного в том, чтобы взять пробу из кала и культивировать его обитателей на питательной среде?

Так долгое время и изучали микрофлору. Но с появлением технологии секвенирования — установления последовательности нуклеотидов в ДНК — выяснилось, что те микроорганизмы, которых научились культивировать, составляют всего около 7—10% разнообразия обитателей нашего кишечника. Бóльшая часть микроорганизмов настолько приспособилась к его специфичным условиям, что моментально гибнет, стоит им лишиться привычного окружения. Внутри человеческого тела микроорганизмы образуют сложные многовидовые сообщества, в которых взаимодействуют так тесно, что каждый из них может погибнуть без своих соседей. Вот и приходится изучать их по фрагментам ДНК, полученным напрямую из кишечника.

Наука об изучении генетического разнообразия микроорганизмов, полученных непосредственно из среды, называется метагеномикой. Она изменила наше понимание микробного мира, позволив уйти от необходимости выделять и культивировать отдельные виды. Теперь мы можем судить о ранее невиданных таксонах по последовательностям ДНК, полученным прямо из микробного сообщества.

Обычно для анализа метагенома используют расшифровку последовательности гена, кодирующего 16S рРНК — молекулу, входящую в состав рибосомы. Часть этого гена очень консервативна, то есть универсальна для огромного числа организмов. Но некоторые его внутренние области варьируют, и с их помощью можно отслеживать пути эволюции.

Изучение генов микробного сообщества привело к появлению понятия микробиома — совокупности всех генов сообщества микроорганизмов. Микробы выполняют важнейшие функции в организме хозяина: расщепление растительных полисахаридов, которые просто так не усваиваются, биосинтез витаминов и аминокислот, детоксикация ядов, развитие иммунной системы хозяина и многое другое. От них зависят процессы, на первый взгляд никак с микроорганизмами не связанные, — от нарушений метаболизма до психических заболеваний.

В 2008 году группа биологов из США запустила проект «Микробиом человека» (Human Microbiome Project, HMP), чтобы составить перепись хотя бы части обитателей нашего организма и установить особенности их взаимодействия с хозяином. Уже расшифровано более трёх миллионов генов — это в 150 раз больше, чем всё количество генов в нашем геноме.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Компактный вариант Компактный вариант

Кроссоверы уверенно завоевывают российский автомобильный рынок

Эксперт
Мой Сталинград Мой Сталинград

Когда началась война, я была студенткой мединститута

Наука и жизнь
7 пар обуви, опасных для здоровья 7 пар обуви, опасных для здоровья

А как вредишь своим ногам ты?

Лиза
Алюминиевый век Алюминиевый век

История учит нас, что человечество достигло настоящей цивилизации

Наука и жизнь
Гарик Мартиросян о гонорарах в стендапе, цензуре и диагнозе человечеству Гарик Мартиросян о гонорарах в стендапе, цензуре и диагнозе человечеству

Почему Гарик Мартиросян до сих пор не прекращает шутить

GQ
Чудесная плесень Чудесная плесень

У открытия антибиотиков большая, долгая предыстория

Дилетант
Мерс Каннингем: жизнь в 3D Мерс Каннингем: жизнь в 3D

Главный редактор «Сноба»посмотрел фильм и пообщался с его автором

СНОБ
Плюсы и минусы Якутии Плюсы и минусы Якутии

Самый холодный регион России накрыла весенняя теплынь

Русский репортер
Исполняя желания Исполняя желания

Мечты, радость, желания не уходят с возрастом, и сделать можно еще многое

Лиза
Рыжебородый против Льва Рыжебородый против Льва

XII век — период расцвета рыцарства, грандиозных походов и великолепных турниров

Дилетант
Миф о красоте Миф о красоте

Кому идет бьюти-безумие и кто решает, удачный ли у вас макияж

Домашний Очаг
Российский рынок проигнорировал распродажу и панику на китайских биржах Российский рынок проигнорировал распродажу и панику на китайских биржах

На китайском рынке в первый день торгов после каникул случились обвал и паника

Forbes
Laura Mercier Laura Mercier

Лора Мерсье научила американских женщин естественному макияжу

Elle
Смешай это для ровного тона! Как Смешай это для ровного тона! Как

Подводные камни мультифункциональной косметики

Cosmopolitan
Мария Аронова: «Я гость в кино» Мария Аронова: «Я гость в кино»

О новом сериале, второй части «Льда» и своем методе общения с неприятными людьми

Лиза
9 лекарств, с которыми опасно употреблять алкоголь (лучше не рискуй) 9 лекарств, с которыми опасно употреблять алкоголь (лучше не рискуй)

Список лекарств, с которыми мы категорически не советуем употреблять алкоголь

Playboy
«Брачная история»: когда уходит любовь «Брачная история»: когда уходит любовь

Почему раствор, соединявший кирпичики брака, вдруг начинает рассыпаться?

Psychologies
Как пользоваться швейной машинкой правильно — учимся шить с нуля Как пользоваться швейной машинкой правильно — учимся шить с нуля

Понятная и простая инструкция по использованию швейной машинки

Cosmopolitan
Поверь в мечту Поверь в мечту

На что в первую очередь обратить внимание, чтобы улучшить качество жизни

Grazia
Фильм «Эма» – размышление о том, что мы уже никогда не будем воспитывать детей так, как раньше Фильм «Эма» – размышление о том, что мы уже никогда не будем воспитывать детей так, как раньше

«Эма: Танец страсти» – странный и привлекательный фильм о будущем любви

GQ
Этот «Оскар» — исторический. И не только из-за «Паразитов». Разбираем итоги кинопремии Этот «Оскар» — исторический. И не только из-за «Паразитов». Разбираем итоги кинопремии

Триумф "Паразитов" и трогательная речь Хоакина Феникса на "Оскаре-2020"

Esquire
Этюд в белом Этюд в белом

Португальские архитекторы оформили дом, используя «хроматический язык» интерьера

SALON-Interior
Гнет свою линию: куда идет эволюция смартфонов Samsung Гнет свою линию: куда идет эволюция смартфонов Samsung

В феврале проходит традиционное для Samsung событие — Galaxy Unpack

РБК
Папу любят больше, но знают меньше Папу любят больше, но знают меньше

Президенты России и США сохранили статус самых известных мировых лидеров

РБК
Как не сорваться на диете: простой, но эффективный метод Как не сорваться на диете: простой, но эффективный метод

Ограничивая себя в еде, мы каждый день боремся с искушением

Psychologies
Что не так с видеоповторами в футболе Что не так с видеоповторами в футболе

Почему видеоповторы стали головной болью фанатов, игроков и тренеров

GQ
Прямой курс на облака: 2020 год как новый этап развития облачного гейминга Прямой курс на облака: 2020 год как новый этап развития облачного гейминга

Облачный гейминг заинтересовал крупнейшие технологические компании мира

Forbes
10 главных продавцов Рунета. Рейтинг Forbes 10 главных продавцов Рунета. Рейтинг Forbes

Рейтинг крупнейших продавцов товаров и услуг в Рунете

Forbes
Банкам умерят аппетит Банкам умерят аппетит

Кредитным организациям могут запретить наживаться на чрезмерных комиссиях

Эксперт
Открыть в приложении