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

25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Эта статья поможет тебе прожить чуть более счастливую и долгую жизнь

Maxim
Кто не без греха? Кто не без греха?

Пора узнать врагов в лицо – и выяснить, как с ними бороться

Cosmopolitan
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
Служить бы рад! Служить бы рад!

Кирилл Нагиев служит в театре, играет в кино и отказал «Давай поженимся!»

Собака.ru
8 неожиданных фактов о голубях 8 неожиданных фактов о голубях

Ты привык считать голубей тупыми, а они хотят захватить власть во всем мире

Maxim
«В параллельную вселенную можно попасть по узкому мосту» «В параллельную вселенную можно попасть по узкому мосту»

«Огонек» поговорил с профессором Калтеха Алексеем Китаевым о черных дырах

Огонёк
Как объяснить бабушке, кем ты работаешь Как объяснить бабушке, кем ты работаешь

SMM-специалист и еще 10 современных профессий в переводе на человеческий язык

Maxim
Как путешествовать с друзьями по всему миру, если у вас разные бюджеты: 8 правил Как путешествовать с друзьями по всему миру, если у вас разные бюджеты: 8 правил

Путешествия с друзьями по всему миру — это всегда очень весело и незабываемо

Playboy
Как рассчитать КБЖУ – норма и формулы расчёта Как рассчитать КБЖУ – норма и формулы расчёта

Здоровое питание – это основа правильного образа жизни

Cosmopolitan
Как подсадить миллениалов на чипсы с солью и заработать 10 млн рублей за полгода. Бизнес-план «Пакета картошки» Как подсадить миллениалов на чипсы с солью и заработать 10 млн рублей за полгода. Бизнес-план «Пакета картошки»

«Пакет картошки» пытается переломить стереотип о чипсах как о вредном джанк-фуде

Forbes
Любовь не знает границ Любовь не знает границ

Судьба подбрасывает Любе новые испытания, но следом всегда приходит помощь

Лиза
Пример для детей: как я похудела на 27 кило и создала свою собственную диету Пример для детей: как я похудела на 27 кило и создала свою собственную диету

Наша героиня, человек с творческим подходом, решила не следовать чужим советам

Cosmopolitan
Режиссер Борис Юхананов — об актуальности и свободе Режиссер Борис Юхананов — об актуальности и свободе

Режиссер Борис Юхананов — о клиповости мышления, сериалах и театре

РБК
10 звезд, которые стали мамами после 45 лет 10 звезд, которые стали мамами после 45 лет

Многие звезды на собственном примере доказывают: рожать никогда не поздно

РБК
Юрий Гоголицин Юрий Гоголицин

Искусствовед, который организовал первую экспозицию Огюста Родена в СССР

Собака.ru
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
Проклятие труда: научно-популярная статья о лени и бездельниках Проклятие труда: научно-популярная статья о лени и бездельниках

Лень — мать всех пороков и сестра гениальности

Maxim
«Власти смогут «хакнуть» людей»: глава Huawei и автор Sapiens поспорили об опасности искусственного интеллекта «Власти смогут «хакнуть» людей»: глава Huawei и автор Sapiens поспорили об опасности искусственного интеллекта

Основатель Huawei уверен, что ИИ не так опасен, как атомная бомба

Forbes
Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают

Ты уверен, что это тебе нужно?

Playboy
Ангелос Ханиотис: Конец Македонского царства Ангелос Ханиотис: Конец Македонского царства

Как греческий мир существовал во времена ранней Римской империи

СНОБ
Тюнинг по-японски Тюнинг по-японски

Японский архитектор и его российские коллеги преобразили загородный дом

SALON-Interior
Не бойся, я с тобой! Не бойся, я с тобой!

Ольга Бочкова создала профессиональную Академию детской безопасности

Домашний Очаг
Что нужно знать о щитовидной железе Что нужно знать о щитовидной железе

Щитовидную железу часто называют «маленьким дирижером большого организма»

Домашний Очаг
Мини-каникулы: как правильно провести выходной день Мини-каникулы: как правильно провести выходной день

Несколько отличных идей, как провести выходные дни с пользой и удовольствием

Cosmopolitan
7 гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться в 2020 году 7 гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться в 2020 году

Семь гастрономических трендов, с которыми пора распрощаться

Playboy
Итальяно веро Итальяно веро

О том, как итальянский дизайн покорил весь мир в ХХ столетии

AD
Реальное волшебство: что сказки говорят о нас Реальное волшебство: что сказки говорят о нас

Если вчитаться в сказку, можно найти выход из своего сценария в жизни

Psychologies
Отцы «Хищника»: как американские братья-миллиардеры создали беспилотник, с помощью которого США убили генерала Сулеймани Отцы «Хищника»: как американские братья-миллиардеры создали беспилотник, с помощью которого США убили генерала Сулеймани

Их беспилотники были на вооружении американской армии в Ираке и в Афганистане

Forbes
Фильм «Маяк»: мрачное путешествие в ад человеческой души Фильм «Маяк»: мрачное путешествие в ад человеческой души

Роберт Паттинсон и Уиллем Дефо играют в «Маяке» на пределе своих возможностей

GQ
6 сериалов для запойного просмотра 6 сериалов для запойного просмотра

Лучшие продолжительные телешоу, которые гарантированно скрасят наступивший 2020

Esquire
Открыть в приложении