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

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

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
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
5 способов снять ненужные запреты и ограничения 5 способов снять ненужные запреты и ограничения

На наше поведение влияют внутренние предписания и ожидания

Psychologies
На один раз На один раз

Не успели мы привыкнуть к тканевым маскам, как экоактивисты бросили им вызов

Vogue
Возраст несогласия Возраст несогласия

Как избегать проявлений эйджизма

GQ
Сказанному верить? Сказанному верить?

Какой информации верить, а в какой стоит усомниться и почему

Лиза
8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания 8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания

Причины, которые обычно мешают людям получить желаемое

Playboy
10 лучших актеров 2019 года по версии The New York Times 10 лучших актеров 2019 года по версии The New York Times

Кинокритики The New York Times выбрали 10 лучших актеров 2019 года

Forbes
Евгения Степанова Евгения Степанова

Двукратная чемпионка СССР по прыжкам в воду вернулась в спорт в шестьдесят лет

Собака.ru
30 отличных подкастов на любой вкус — про деньги, секс, кино (и не только) 30 отличных подкастов на любой вкус — про деньги, секс, кино (и не только)

Подкасты стали главным медиатрендом 2019 года

Esquire
Как напиться играючи: 14 самых сумасшедших игр с алкоголем для компании Как напиться играючи: 14 самых сумасшедших игр с алкоголем для компании

Когда просто так пить скучно, на помощь приходят алкогольные игры

Playboy
Тест и обзор Nubia Red Magic 3S: настоящий игровой смартфон Тест и обзор Nubia Red Magic 3S: настоящий игровой смартфон

Как обстоят дела с дисплеем, аккумулятором и камерой? Подробности в нашем обзоре

CHIP
Кровь застыла в жилах: чем так хорош новый «Дракула» от создателей «Шерлока» Кровь застыла в жилах: чем так хорош новый «Дракула» от создателей «Шерлока»

Вышел главный сериал нового года – экранизация романа Брэма Стокера «Дракула»

Forbes
Без ответа Без ответа

Что могут сделать родители, когда у ребенка несчастная любовь?

Добрые советы
В горном краю В горном краю

Архитекторы создали уютную современную загородную виллу на Алтае

SALON-Interior
100 лет гению: 5 неочевидных фильмов Феллини, которые стоит посмотреть в его юбилей 100 лет гению: 5 неочевидных фильмов Феллини, которые стоит посмотреть в его юбилей

Классику итальянского кино Федерико Феллини 20 января исполнилось бы 100 лет

Forbes
5 шагов, чтобы поддержать свою мотивацию на работе 5 шагов, чтобы поддержать свою мотивацию на работе

Как сохранять трудовой энтузиазм и получать удовольствие от работы?

Psychologies
7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить 7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить

Пора взглянуть в лицо фактам, а не домыслам

Playboy
Александр Цыпкин: «Блокирую всех, кто не выказывает восхищения. Почти...» Александр Цыпкин: «Блокирую всех, кто не выказывает восхищения. Почти...»

Слово «неудобно» вообще не про меня

Караван историй
«Не выходи из комнаты»: 5 способов избежать перемен «Не выходи из комнаты»: 5 способов избежать перемен

Пять механизмов, которые служат блоками на пути к росту и обновлению

Psychologies
В стране оленьей В стране оленьей

Финская Лапландия – сказочный, волшебный край

Psychologies
Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России Красная стрела: как Борис Ротенберг готовит нового пилота «Формулы-1» из России

Роберт Шварцман получил контракт с «Феррари» и сезон-2020 проведет в «Формуле-2»

Forbes
Вышел из сумерек Вышел из сумерек

Актер Роберт Паттинсон об искренности на съемочной площадке и взрослении

Vogue
Почему музыка Эминема безнадежно устарела (и в чем причина — в слушателях или в самом рэпере) Почему музыка Эминема безнадежно устарела (и в чем причина — в слушателях или в самом рэпере)

Почему злость и провокации Эминема больше не работают

Esquire
Выбирайте свой путь: как поменять работу и цель жизни Выбирайте свой путь: как поменять работу и цель жизни

Коуч Мария Макарушкина предлагает четкий план для самостоятельных действий

Psychologies
Писать, читать и инвестировать: какие возможности открывают инвестору мессенджеры и соцсети Писать, читать и инвестировать: какие возможности открывают инвестору мессенджеры и соцсети

На какие соцсети стоит обратить внимание инвесторам?

Forbes
Они позорят свой район! Они позорят свой район!

Архитектурная доска позора

Maxim
Это навсегда: пары российского кино, которые уже более 20 лет вместе Это навсегда: пары российского кино, которые уже более 20 лет вместе

Они вместе более 20 лет, и до сих пор с трепетом относятся друг к другу

Cosmopolitan
Ресурс воскрес! Почему у человечества пока мало шансов разбазарить нашу планету Ресурс воскрес! Почему у человечества пока мало шансов разбазарить нашу планету

Не верь пессимистам, которые с мрачными лицами предрекают смерть человечества

Maxim
#инструктаж: как снять квартиру за рубежом #инструктаж: как снять квартиру за рубежом

Несколько советов, как искать жилье за границей, от Австрии до Японии

РБК
Открыть в приложении