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

Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Бренды, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Как специалист по инвестициям и бывшая модель основали бренд удобной косметики Как специалист по инвестициям и бывшая модель основали бренд удобной косметики

Они разработали средства, которые выполняют сразу несколько функций

Forbes
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
Пойдем вдвоем Пойдем вдвоем

Индустрия красоты постепенно стирает гендерные границы!

Домашний Очаг
Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки

Рыбалка — это то увлечение, которое можно назвать спортом и удовольствием

CHIP
Убедительные люди Убедительные люди

Как малоизвестная компания стала владельцем первоклассных бизнес-центров

Forbes
С новым продуктом и без долгов С новым продуктом и без долгов

Среднему бизнесу с трудом удается оставаться на плаву

Эксперт
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
Сила в продукте Сила в продукте

Отрывок из книги самого обсуждаемого блогера России Дмитрия Портнягина

СНОБ
Мифы о «Мифе» Мифы о «Мифе»

Хозяйки новой MYTH Gallery Оля Профатило и Юля Вяткина — разрушительницы мифов

Собака.ru
По эту сторону экрана По эту сторону экрана

Эксперт моды Владислав Лисовец преображает не только людей, но и свою квартиру

AD
Они засняли НЛО? О чем молчат военные США Они засняли НЛО? О чем молчат военные США

Морфлоту США удалось заснять на видео нечто летающее без крыльев в форме конфеты

Популярная механика
Сам себе садовод: как вырастить домашний цветок Сам себе садовод: как вырастить домашний цветок

Чтобы стать успешным цветоводом, необходимо знать некоторые хитрости

Cosmopolitan
Пять способов убаюкать беспокойный мозг Пять способов убаюкать беспокойный мозг

Как перехитрить упорно бодрствующий мозг и быстро уснуть

Psychologies
Директор Большого театра Владимир Урин: «Большой может чаще выступать бесплатно» Директор Большого театра Владимир Урин: «Большой может чаще выступать бесплатно»

Летом 2018 года Большой впервые опробовал формат опен-эйр в Москве

Forbes
8 лайфхаков, которые помогут тебе меньше пользоваться телефоном в течение дня 8 лайфхаков, которые помогут тебе меньше пользоваться телефоном в течение дня

Есть такая штука — цифровая зависимость, с ней надо бороться

Playboy
«Ангара» проблем «Ангара» проблем

Почему новая ракета-носитель до сих пор не летает?

Огонёк
Каршеринг, такси и беспилотники: 10 главных трендов автомобильного рынка в новой декаде Каршеринг, такси и беспилотники: 10 главных трендов автомобильного рынка в новой декаде

Что ждёт нас на автомобильном рынке в ближайшем будущем?

Forbes
Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо

Создание истребителя пятого поколения дело хлопотное

Популярная механика
Карьерный коуч Ольга Лермонтова: 5 внутренних установок, которые препятствуют карьерному росту Карьерный коуч Ольга Лермонтова: 5 внутренних установок, которые препятствуют карьерному росту

Какие убеждения могут помешать сделать карьеру

СНОБ
Ронен Бергман: Восстань и убей первым. Отрывок из книги Ронен Бергман: Восстань и убей первым. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Восстань и убей первым» Ронена Бергмана

СНОБ
Любовь и шпионаж Любовь и шпионаж

Читаем сокращенную версию рассказа Натальи Александровой «Жених к Новому году»

Лиза
Как правильно начать день Как правильно начать день

Правильное начало дня для мужчины — задача почти неразрешимая

Maxim
Как влюбить его в себя: 10 способов, которые сработают с любым мужчиной! Как влюбить его в себя: 10 способов, которые сработают с любым мужчиной!

Как нужно правильно обращаться с мужчиной

Cosmopolitan
Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины

И почему ему иногда от этого хорошо, а иногда — плохо.

Maxim
Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки

Рассказываем, как теперь совершать покупки и что будет дальше

РБК
Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова

Что сделал Парфенов для отечественного ТВ и о силе его экранного образа

СНОБ
Как фотографировать зимой: 12 советов Как фотографировать зимой: 12 советов

Как делать качественные снимки в условиях отечественной зимы

Maxim
Обновить до идиотизма Обновить до идиотизма

О крайностях осовременивания в классической опере

Огонёк
Загадочный мозг сохранился, пролежав в земле тысячи лет Загадочный мозг сохранился, пролежав в земле тысячи лет

Исследователи нашли древний скелет повешенного, мозг которого сохранился

Популярная механика
Открыть в приложении